论文部分内容阅读
随着全球经济的快速发展,能源的总体消耗数量也在不断地增长,特别是煤、石油、天然气等不可再生能源不断减少,使得可再生能源越来越受到人们的重视。风能作为可再生能源的一种,在众多新能源中能够脱颖而出,主要是因为风力发电技术不断提高、装机容量越来越大、风力发电的成本不断地降低。但是随着风电应用范围越来越广,风电系统的稳定性问题成为目前有待解决的重要问题。 本文首先对风力发电的国内外现状与前景做了简单地阐述,然后介绍了电力系统小干扰稳定性的研究过程与步骤,同时列举了用于小干扰稳定性分析的多种研究方案,对比这些方案得出本文所用的特征值法并且详细阐述了其数学思想与应用原理。其次,在建立了风电机组机械系统模型与桨距角控制系统的基础上,以双馈异步发电机为研究对象,阐述了双馈异步电机的工作原理,建立了双馈型异步风力发电机的网侧与转子侧变换器的模型,并且推导出其小信号方程,在小信号方程的基础上利用理论方法计算出系统的特征值。最后,在Matlab/Simulink的平台基础上搭建双馈风力发电系统的仿真模型,分别对风电机组的出力、风速以及线路长度的变化这三种情况下的稳定性进行仿真。最终在理论上得出风电机组的出力变化会减弱系统的稳定性,并且在仿真中验证了理论方法的正确性,同时针对这一影响提出增加并联电容器容量的方法进行改善。仿真分析了风速在4m/s~12m/s和12m/s~25m/s的范围内的稳定性变化情况,并且提出桨距角控制来改善系统的稳定性,同时在风速为12m/s~20m/s范围内进行了验证。仿真分析出线路长度变化对系统稳定性无不利的影响。