定子故障下的雙饋風力機組的穩(wěn)定性分析.pdf

1、隨著風力發(fā)電技術(shù)的飛速發(fā)展，風電裝機容量的逐步增大，風電滲透率的不斷升高，風電場對電力系統(tǒng)的穩(wěn)定性影響也愈發(fā)重要。一方面，風力機的工作條件十分惡劣，風速具有間歇性和時變性；另一方面，電機內(nèi)部初發(fā)故障不易檢測，且有實例說明電機在某些條件下需帶故障繼續(xù)全壓運行一段時間，因此風電場自身的穩(wěn)定性問題須得到相應(yīng)的重視。該課題立足于此，對感應(yīng)電機在定子匝間短路故障（Stator Winding Inter-turn Short Circuit，SW

2、ITSC）這一具體故障型式發(fā)生的情況下進行建模仿真，并研究雙饋風力機組自身的小干擾穩(wěn)定性變化。此研究對提高風力發(fā)電系統(tǒng)的自身穩(wěn)定性和含大規(guī)模風電場電網(wǎng)的穩(wěn)定性分析都具有一定的參考意義。論文的主要研究工作如下：
　?。?）基于多回路理論，推導(dǎo)SWITSC故障情況下感應(yīng)電機的數(shù)學(xué)模型。通過其數(shù)學(xué)模型，在MATLAB中利用S函數(shù)模塊編寫故障電機的仿真程序。調(diào)試后，將故障電機替換正常電機，并嵌入雙饋風力發(fā)電系統(tǒng)中進行仿真分析。
　　

3、（2）通過對雙饋風力發(fā)電系統(tǒng)的各個部分數(shù)學(xué)模型的推導(dǎo)，建立包含風力機、軸系傳動部分、感應(yīng)電機及其控制部分的小干擾模型。計算其狀態(tài)矩陣的特征值及參與因子，對比正常和故障情況下的阻尼比變化。
　　（3）基于李雅普諾夫(Lyapunov)穩(wěn)定性理論進行特征值分析，并勾勒特征值的變化軌跡。此外，找出對穩(wěn)定性影響作用較大的關(guān)鍵性控制參數(shù)，結(jié)合仿真波形說明DFIG機組穩(wěn)定性的變化情況。
　　上述研究成果對提高并網(wǎng)型雙饋風力發(fā)電系統(tǒng)的穩(wěn)定