DFIG短路热效应及稳定控制参数优化研究

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双馈感应发电机(Doubly-fed Induction Generator,DFIG)附近短路后,短路大电流导致温升,可能损坏DFIG。现有研究通过逐步积分量化短路电流热效应,无法区分热效应非周期分量,也不易分析影响非周期分量的敏感因素。电网大扰动后,DFIG与同步发电机(synchronous generator,SG)间动态交互,可能加剧运行参数振荡。现有基于小扰动稳定分析的控制参数优化,很难考虑大扰动场景和非线性控制特性。学位论文研究了DFIG短路热效应非周期分量等效时间和大扰动下并网DFIG控制参数优化问题。主要研究内容和创新点如下:(1)针对DFIG短路热效应敏感因素判断不易,本文通过分析DFIG短路热效应各分量特性,提出短路热效应实用解析表达及其灵敏度模型。提出短路热效应周期分量与非周期分量的解析表达。为判断热效应非周期分量的影响因素,提出上述非周期分量等效时间及其灵敏度模型。(2)计及DFIG与SG的动态交互影响,本文选择关键SG转速为DFIG电力系统稳定器(power system stabilizer,PSS)输入信号,扩展DFIG并网系统模型。引入中间变量以解耦各状态变量轨迹灵敏度,建立DFIG并网系统轨迹灵敏度解析表达。(3)针对DFIG-PSS可能弱化转子侧变流器(rotor side converter,RSC)控制效果,本文累加积分型目标函数对控制参数的轨迹灵敏度,得到目标函数的梯度信息。选择DFIG-PSS与RSC控制参数为待优化变量,提出基于轨迹灵敏度的DFIG-PSS与RSC控制参数的协调优化模型。上述研究有助于维护并网DFIG运行安全,改善DFIG并网电力系统稳定控制能力。
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