双馈风力发电机组的建模与频率控制应用技术

**章 绪论 1 1.1 概述 1 1.2 风力发电的发展现状 1 1.3 风力发电机组的分类 4 1.4 风力发电机组的结构 6 1.5 风力发电机组的成本 6 第二章 双馈风力发电机组的建模与并网控制 8 2.1 概述 8 2.2 风速模型 9 2.2.1 基本风速模型 9 2.2.2 阵风速模型 9 2.2.3 渐变风速模型 10 2.2.4 随机风速模型 10 2.3 风轮模型 10 2.4 桨距角控制模型 13 2.5 轴系模型 14 2.6 双馈感应发电机的稳态模型 15 2.7 双馈感应发电机的动态模型 18 2.7.1 三相静止坐标系下的数学模型 19 2.7.2 两相同步旋转坐标系下的数学模型 20 2.8 变流器控制模型 24 2.8.1 双馈风力发电机组转子侧变流器控制模型 24 2.8.2 双馈风力发电机组变流器直流环节模型 26 2.8.3 双馈风力发电机组网侧变流器控制模型 27 第三章 电网频率控制技术 30 3.1 概述 30 3.2 惯性响应 31 3.3 电力系统的一次调频 31 3.4 电力系统的二次调频 32 3.5 低频减载控制技术 34 3.6 频率保护 34 3.7 电网频率的影响 35 第四章 规模化风力发电并网对电网频率的影响 36 4.1 风力发电渗透率 36 4.2 电网事故中的频率问题简析 37 4.2.1 英国 “8·9” 电网事故 37 4.2.2 我国“9·19”锦苏直流双极闭锁事故 38 4.3 大规模风力发电并网对电网频率的影响 39 4.3.1 双馈风力发电机组对惯性响应及一次调频响应的影响 39 4.3.2 风力发电并网对系统二次调频的影响 41 4.4 电网导则概述 42 第五章 双馈风力发电机组的短期频率控制策略 44 5.1 概述 44 5.2 双馈风力发电机组的频率控制 44 5.3 基于电网频率的短期频率控制策略 46 5.3.1 虚拟惯性控制策略 46 5.3.2 下垂控制策略 48 5.3.3 虚拟惯性和下垂综合控制策略 51 5.4 基于风力发电机组旋转动能的阶跃短期频率控制策略 51 5.4.1 基于时间函数的阶跃短期频率控制策略 51 5.4.2 基于风机转速函数的阶跃短期频率控制策略 54 5.5 仿真分析 56 5.5.1 IEEE14节点仿真系统简介 56 5.5.2 基于电网频率的短期频率控制策略仿真分析 58 5.5.3 基于旋转动能的阶跃短期频率控制策略仿真分析 66 第六章 双馈风力发电机组的中长期频率控制策略 68 6.1 概述 68 6.2 双馈风力发电机组的超速减载控制策略 68 6.3 双馈风力发电机组的变桨减载控制策略 69 6.4 仿真分析 72 6.4.1 仿真系统简介 72 6.4.2 风力发电机组超速与频率协调控制策略 73 6.4.3 风力发电机组变桨与频率协调控制策略 74参考文献 77