基于分岔理論雙饋風(fēng)力發(fā)電系統(tǒng)穩(wěn)定性研究.pdf

1、隨著風(fēng)力發(fā)電產(chǎn)業(yè)規(guī)模的不斷擴(kuò)大，風(fēng)力發(fā)電在可再生能源發(fā)電中所占的比重不斷增加。雙饋風(fēng)力發(fā)電機(jī)以其良好的運(yùn)行特性，成為風(fēng)力發(fā)電的主流機(jī)型。雙饋風(fēng)電機(jī)組的并網(wǎng)對(duì)電網(wǎng)穩(wěn)定性產(chǎn)生一定的影響，給電網(wǎng)的安全運(yùn)行帶來(lái)極大的挑戰(zhàn)。本論文根據(jù)系統(tǒng)微分動(dòng)力學(xué)方程，從非線性動(dòng)力學(xué)的角度，運(yùn)用分岔理論對(duì)雙饋風(fēng)力發(fā)電系統(tǒng)各部分以及整體穩(wěn)定性進(jìn)行研究。
　　首先，對(duì)雙饋風(fēng)力發(fā)電機(jī)中存在的分岔現(xiàn)象進(jìn)行研究。在雙饋風(fēng)力發(fā)電機(jī)dq旋轉(zhuǎn)坐標(biāo)系下的數(shù)學(xué)模型中引入間接矢

2、量控制策略，運(yùn)用MATCONT追蹤系統(tǒng)解流形、搜索分岔點(diǎn)，并通過(guò)時(shí)域仿真驗(yàn)證系統(tǒng)分岔現(xiàn)象，分析系統(tǒng)穩(wěn)定性。研究表明，一定參數(shù)下條件下，電機(jī)中會(huì)出現(xiàn)Hopf分岔現(xiàn)象，系統(tǒng)發(fā)生振蕩，給電機(jī)安全穩(wěn)定運(yùn)行帶來(lái)影響。
　　其次，基于分岔理論對(duì)LCL型并網(wǎng)逆變器的穩(wěn)定性進(jìn)行分析。運(yùn)用頻閃映射方法建立逆變系統(tǒng)離散迭代模型，基于Z矩陣特征值變化情況，對(duì)系統(tǒng)分岔點(diǎn)進(jìn)行預(yù)測(cè)及類型判斷，劃分系統(tǒng)穩(wěn)定域。通過(guò)時(shí)域仿真驗(yàn)證所建模型的準(zhǔn)確性，穩(wěn)定域劃分的正確

3、性。研究結(jié)果表明，控制參數(shù)設(shè)計(jì)不合理將會(huì)使系統(tǒng)發(fā)生Hopf分岔現(xiàn)象，使并網(wǎng)型逆變器發(fā)生振蕩失穩(wěn)。
　　最后，對(duì)雙饋風(fēng)力發(fā)電并網(wǎng)系統(tǒng)電壓穩(wěn)定性進(jìn)行研究。MATCONT仿真計(jì)算并網(wǎng)系統(tǒng)解流形及分岔點(diǎn)，根據(jù)系統(tǒng)矩陣特征值分析系統(tǒng)電壓穩(wěn)定性，通過(guò)電壓時(shí)域仿真波形分析驗(yàn)證系統(tǒng)分岔現(xiàn)象，認(rèn)識(shí)系統(tǒng)電壓失穩(wěn)方式；在此基礎(chǔ)上，引入SVC來(lái)抑制系統(tǒng)分岔點(diǎn)，分析SVC參數(shù)對(duì)系統(tǒng)電壓穩(wěn)定性的影響。研究結(jié)果表明，并網(wǎng)系統(tǒng)會(huì)出現(xiàn)Hopf分岔點(diǎn)和鞍結(jié)分岔點(diǎn)，導(dǎo)