风力发电并网及其动态影响PDF电子书下载

第1章 绪论 1

1.1风力发电概述 1

1.2风力发电机技术 3

1.2.1 Ⅰ型风力发电机 3

1.2.2 Ⅱ型风力发电机 4

1.2.3 Ⅲ型风力发电机 4

1.2.4 Ⅳ型风力发电机 5

1.3 Ⅲ型风力发电机分析及建模 6

1.3.1次同步转速下双馈异步发电机作发电机运行 7

1.3.2超同步转速下双馈异步发电机作发电机运行 8

1.3.3风力机功率模型 8

1.3.4机械传动链模型 10

1.3.5双馈异步发电机模型 10

1.4 Ⅲ型风力发电机的控制 12

参考文献 13

第2章 电力电子技术基础 14

2.1电力电子变换系统的组成 14

2.1.1反馈控制器 15

2.1.2脉宽调制器 15

2.1.3电力电子变换器拓扑结构 16

2.1.4与外部电力系统和负载相连的直流环节与接口 17

2.2基本功率变换单元分析 17

2.2.1开关信号和占空比 18

2.2.2基本功率变换单元的PWM 19

2.2.3变换器输出电流和直流环节电流分析 22

2.2.4基本功率变换单元的平均模型 23

2.3单端输出变换器 24

2.4双端输出变换器 29

2.4.1双端输出变换器的平均模型 29

2.4.2单极性PWM 29

2.4.3单极性PWM的高频纹波 32

2.5适用于三相应用的三端输出变换器 35

2.6其他变换器拓扑结构和PWM方法 39

参考文献 40

第3章 用于风力发电并网的电力电子变换器拓扑结构 41

3.1变速运行和电网支持要求 41

3.2用于双馈异步发电机的电力电子变换器 42

3.2.1变换器的控制目标 43

3.2.2电力电子变换器的额定值 43

3.2.3电网故障期间的保护 44

3.3用于Ⅳ型风力发电机的电力电子变换器 45

3.3.1电网故障时的性能和其他电网支持特性 46

3.4其他新型电力电子变换器的拓扑结构 47

参考文献 48

第4章 风力发电机控制技术 49

4.1双馈异步风力发电机控制系统概述 49

4.2双馈异步发电机单相等效电路的稳态分析 50

4.2.1单相等效电路的建立过程 50

4.2.2不同转子电压的角速度—转矩特性 54

4.2.3不同风速和转子转速下的稳态分析 55

4.3双馈异步发电机的动态分析和控制器设计 62

4.3.1转矩或有功功率和无功功率的参考值 63

4.3.2电网电压定向控制 65

4.3.3转子d轴和q轴的电流参考值 66

4.3.4转子电流回路的控制器设计 67

4.3.5网侧变换器的控制 68

4.3.6仿真结果 72

参考文献 75

第5章 风力发电机动态模型 76

5.1引言 76

5.2用于功率分析的风力发电机建模 76

5.3用于瞬态稳定性分析的风力发电机建模 78

5.3.1空气动力学模型 79

5.3.2机械控制和主轴动态特性 80

5.3.3发电机电气特性 80

5.3.4电气控制 81

5.3.5 III型风力发电机的通用模型 81

5.4风电场的表示 84

参考文献 86

第6章 双馈异步风力发电机渗透率上升对系统动态性能的影响 88

6.1引言 88

6.2渗透率上升对转子角度稳定性的影响 88

6.2.1对小信号转子角度稳定性的影响 88

6.2.2小信号稳定性问题的公式化表示 89

6.2.3特征值灵敏度 91

6.2.4对小信号转子角度稳定性的影响——实例分析 92

6.2.5对瞬态转子角度稳定性的影响 95

6.2.6对瞬态转子角度稳定性的影响——实例分析 96

6.3渗透率上升对电压响应和稳定性的影响 99

6.3.1双馈异步风力发电机的运行模式 99

6.3.2电压穿越 100

6.3.3双馈异步发电机的功率容量曲线 100

6.3.4双馈异步风力发电机对稳态电压稳定性的影响 102

6.4双馈异步风力发电机对系统频率响应的影响 103

6.4.1双馈异步风力发电机提供的频率支持 104

6.4.2桨距角补偿调整 105

6.4.3最大功率序列调整 105

6.4.4辅助惯性控制效果示例 105

参考文献 109