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風電并網電力系統暫態分析 版權信息
- ISBN：9787030746269
- 條形碼：9787030746269 ; 978-7-03-074626-9
- 裝幀：一般膠版紙
- 冊數：暫無
- 重量：暫無
- 所屬分類：>>
風電并網電力系統暫態分析 內容簡介
本書以現代雙饋型、全功率型風電機組及其規模化并網系統為對象，研究電網發生短路故障擾動下，風電機組及系統的故障電氣量特征及暫態穩定性問題。本書共分為三篇：緒論篇對高比例并網風電與電力系統故障暫態問題進行了系統梳理，并對風電機組暫態相關控制基礎進行了介紹；本書上篇著重電網對稱/不對稱短路故障暫態擾動條件，以專題形式分別討論風電機組出口、并網系統的故障特征及其刻畫方法；本書下篇著重電網故障清除后，風電機組及含高比例風電簡單電力系統的暫態穩定問題及分析方法。本書的內容是對作者們多年來重量科研項目研究成果的總結和對研究生培養工作的升華，理論上具有領跑國際優選風電技術規范與標準的重要意義，學術上具有明顯的原創性，技術上具有相當的工程應用前景。
風電并網電力系統暫態分析 目錄
目錄
“智能電網技術與裝備叢書”序
序一
序二
前言
緒論
第1章 高比例并網風電與電力系統暫態問題 3
1.1 風電發展現狀與趨勢 3
1.2 高比例風電并網電力系統的暫態事故與影響 5
1.2.1 典型暫態事故 5
1.2.2 冀北風電脫網事故 5
1.2.3 英國電網大停電事故 6
1.3 風電并網標準及其演化 7
1.3.1 風電并網標準的發展趨勢 7
1.3.2 有功功率與頻率控制能力 8
1.3.3 故障穿越能力 9
1.4 本書的章節安排 12
參考文獻 14
第2章 并網風電控制保護及其多時間尺度暫態響應過程 16
2.1 引言 16
2.2 風電機組的基本組成與功能 16
2.3 電網對稱條件下風機的控制保護策略 18
2.3.1 并網風機的常規控制 18
2.3.2 并網風機快速頻率響應控制 23
2.3.3 并網風機故障穿越策略 25
2.4 電網不對稱條件下風機的控制保護策略 33
2.4.1 電網不對稱條件下的控制目標 33
2.4.2 基于正/反轉同步速坐標系的PI電流控制策略 35
2.4.3 基于正轉同步速坐標系的PI-R電流控制策略 38
2.4.4 機側變換器輸出電壓約束對不對稱控制的影響與對策 40
2.5 并網風電多時間尺度物理/控制環節及暫態響應過程 43
2.5.1 并網風機物理/控制環節的多時間尺度特征 43
2.5.2 物理/控制環節動作過程與故障特征的聯系 44
2.5.3 物理/控制環節動作過程與暫態穩定的聯系 46
2.6 本章小結 46
參考文獻 47
上篇 風電并網電力系統的故障電流分析
第3章 電網對稱短路故障期間風電機組故障電流的暫態特征分析 53
3.1 引言 53
3.2 近端三相短路故障期間風電機組的簡化數學模型 53
3.2.1 不同故障穿越控制保護策略作用下雙饋發電機轉子電壓 55
3.2.2 雙饋風機的數學模型 56
3.3 雙饋風機故障電流的運算電感分析方法 58
3.3.1 運算電感的定義 58
3.3.2 故障電流組成分量的頻率與幅值 60
3.3.3 故障電流的穩態與暫態成分 61
3.3.4 故障電流組成分量的衰減時間常數與頻率偏移量 62
3.3.5 近端三相短路期間雙饋風機故障電流的數學表達式 62
3.4 雙饋風機對稱故障電流的暫態特征與計算結果 63
3.4.1 雙饋風機故障電流的電磁暫態仿真與計算結果 63
3.4.2 雙饋風機故障電流的動模驗證與計算結果 68
3.5 風電并網電力系統距離保護面臨的挑戰 71
3.5.1 雙饋風機短路電流引起的一段距離保護誤動作 73
3.5.2 誤動作原因分析 74
3.6 本章小結 77
參考文獻 78
第4章 電網對稱短路故障期間雙饋風機故障電流特征的磁路機制分析 80
4.1 引言 80
4.2 雙饋發電機的基本磁路與電感 80
4.3 轉子電流對雙饋發電機主磁通的擠出現象 84
4.4 雙饋風機的等效電感 86
4.4.1 從定子端口側看入的等效電感 86
4.4.2 從轉子端口側看入的等效電感 87
4.5 雙饋風機的定轉子磁鏈激勵 88
4.5.1 雙饋風機的分析子系統 88
4.5.2 子系統S1的定轉子磁鏈分量 89
4.5.3 子系統S2的定轉子磁鏈分量 90
4.6 雙饋風機磁鏈-電流的代數關系模型 91
4.7 本章小結 93
參考文獻 94
第5章 電網不對稱短路故障期間風電機組故障電流的暫態特征分析 95
5.1 引言 95
5.2 電網不對稱條件下雙饋風機的故障穿越策略 95
5.3 電網不對稱短路故障期間雙饋風機的磁鏈分析 99
5.3.1 不對稱故障期間雙饋風機的子系統 99
5.3.2 定子磁鏈和轉子磁鏈分析 101
5.4 電網不對稱短路期間雙饋風機的故障電流分析 102
5.4.1 不同控制時間尺度的等效電感計算 102
5.4.2 不對稱故障下雙饋風機磁鏈-電流的代數關系模型 103
5.5 雙饋風機不對稱故障電流的暫態特征與計算結果 106
5.6 本章小結 109
參考文獻 110
下篇 風電并網電力系統的暫態穩定分析
第6章 風電暫態特性及其并網電力系統多時間尺度暫態穩定問題 113
6.1 引言 113
6.2 并網風電多時間尺度暫態特性及典型特征 113
6.3 風電并網電力系統多時間尺度暫態穩定問題及主導環節 116
6.3.1 風電暫態特性與電力系統暫態過程響應的一般關系 116
6.3.2 風電并網電力系統暫態穩定問題特點 117
6.3.3 多時間尺度暫態穩定問題主導環節 119
6.4 本章小結 120
參考文獻 121
第7章 暫態故障下風機多時間尺度“激勵-響應”關系模型 122
7.1 引言 122
7.2 故障特征與環節動作的聯系 123
7.2.1 不同故障場景下的環節動作情況 123
7.2.2 描述故障特征的指標及其與環節動作的聯系 133
7.3 基于擾動特征的風機多時間尺度暫態模型體系 135
7.3.1 級聯多時間尺度“激勵-響應”模型 135
7.3.2 不同持續時間的淺度故障下建模 139
7.3.3 不同持續時間的深度故障下建模 141
7.3.4 多時間尺度模型與擾動特征的對應關系 143
7.4 本章小結 144
參考文獻 145
第8章 風電并網電力系統機電時間尺度暫態穩定分析 146
8.1 引言 146
8.2 風機機電時間尺度暫態簡化分析模型 146
8.2.1 常規控制下“激勵-響應”關系簡化分析模型 148
8.2.2 暫態控制下“激勵-響應”關系簡化分析模型 149
8.2.3 多種暫態模型在機電時間尺度暫態行為分析中的應用 152
8.3 鎖相同步風電主導電力系統的機電時間尺度暫態穩定機理 153
8.3.1 暫態穩定機理 153
8.3.2 淺度故障下風電主導電力系統的機電時間尺度暫態穩定性 156
8.3.3 深度故障下風電主導電力系統的機電時間尺度暫態穩定性 161
8.4 鎖相同步風電-同步機互聯系統機電時間尺度暫態穩定性 169
8.4.1 鎖相同步風電-同步機互聯系統暫態穩定機理 169
8.4.2 淺度故障下互聯系統機電時間尺度暫態穩定性 174
8.5 多時間尺度相互作用及其對機電時間尺度暫態穩定性的影響 180
8.5.1 風電并網電力系統多時間尺度串/并行相互作用 180
8.5.2 直流電壓時間尺度控制對機電時間尺度暫態穩定性的影響 184
8.6 本章小結 185
參考文獻 186
第9章 風電并網電力系統直流電壓時間尺度暫態穩定分析 187
9.1 引言 187
9.2 全功率風機直流電壓時間尺度暫態簡化分析模型 188
9.2.1 淺度故障下“激勵-響應”關系簡化分析模型 189
9.2.2 深度故障風機暫態簡化分析模型 190
9.3 淺度故障下全功率風機并網電力系統直流電壓時間尺度暫態穩定性 191
9.3.1 風機并網電力系統直流電壓時間尺度振蕩特征 191
9.3.2 風機并網電力系統直流電壓時間尺度穩定機理 197
9.4 深度故障下全功率風機并網電力系統直流電壓時間尺度暫態穩定性 213
9.4.1 風機并網電力系統直流電壓時間尺度下的暫態特性 213
9.4.2 風機并網電力系統直流電壓時間尺度下的暫態穩定影響因素 215
9.5 本章小結 220
參考文獻 221
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