風(fēng)電并網(wǎng)電力系統(tǒng)暫態(tài)分析

目錄
“智能電網(wǎng)技術(shù)與裝備叢書(shū)”序
序一
序二
前言
緒論
第1章　高比例并網(wǎng)風(fēng)電與電力系統(tǒng)暫態(tài)問(wèn)題　3
1.1　風(fēng)電發(fā)展現(xiàn)狀與趨勢(shì)　3
1.2　高比例風(fēng)電并網(wǎng)電力系統(tǒng)的暫態(tài)事故與影響　5
1.2.1　典型暫態(tài)事故　5
1.2.2　冀北風(fēng)電脫網(wǎng)事故　5
1.2.3　英國(guó)電網(wǎng)大停電事故　6
1.3　風(fēng)電并網(wǎng)標(biāo)準(zhǔn)及其演化　7
1.3.1　風(fēng)電并網(wǎng)標(biāo)準(zhǔn)的發(fā)展趨勢(shì)　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(shū)的章節(jié)安排　12
參考文獻(xiàn)　14
第2章　并網(wǎng)風(fēng)電控制保護(hù)及其多時(shí)間尺度暫態(tài)響應(yīng)過(guò)程　16
2.1　引言　16
2.2　風(fēng)電機(jī)組的基本組成與功能　16
2.3　電網(wǎng)對(duì)稱(chēng)條件下風(fēng)機(jī)的控制保護(hù)策略　18
2.3.1　并網(wǎng)風(fēng)機(jī)的常規(guī)控制　18
2.3.2　并網(wǎng)風(fēng)機(jī)快速頻率響應(yīng)控制　23
2.3.3　并網(wǎng)風(fēng)機(jī)故障穿越策略　25
2.4　電網(wǎng)不對(duì)稱(chēng)條件下風(fēng)機(jī)的控制保護(hù)策略　33
2.4.1　電網(wǎng)不對(duì)稱(chēng)條件下的控制目標(biāo)　33
2.4.2　基于正/反轉(zhuǎn)同步速坐標(biāo)系的PI電流控制策略　35
2.4.3　基于正轉(zhuǎn)同步速坐標(biāo)系的PI-R電流控制策略　38
2.4.4　機(jī)側(cè)變換器輸出電壓約束對(duì)不對(duì)稱(chēng)控制的影響與對(duì)策　40
2.5　并網(wǎng)風(fēng)電多時(shí)間尺度物理/控制環(huán)節(jié)及暫態(tài)響應(yīng)過(guò)程　43
2.5.1　并網(wǎng)風(fēng)機(jī)物理/控制環(huán)節(jié)的多時(shí)間尺度特征　43
2.5.2　物理/控制環(huán)節(jié)動(dòng)作過(guò)程與故障特征的聯(lián)系　44
2.5.3　物理/控制環(huán)節(jié)動(dòng)作過(guò)程與暫態(tài)穩(wěn)定的聯(lián)系　46
2.6　本章小結(jié)　46
參考文獻(xiàn)　47
上篇　風(fēng)電并網(wǎng)電力系統(tǒng)的故障電流分析
第3章　電網(wǎng)對(duì)稱(chēng)短路故障期間風(fēng)電機(jī)組故障電流的暫態(tài)特征分析　53
3.1　引言　53
3.2　近端三相短路故障期間風(fēng)電機(jī)組的簡(jiǎn)化數(shù)學(xué)模型　53
3.2.1　不同故障穿越控制保護(hù)策略作用下雙饋發(fā)電機(jī)轉(zhuǎn)子電壓　55
3.2.2　雙饋風(fēng)機(jī)的數(shù)學(xué)模型　56
3.3　雙饋風(fēng)機(jī)故障電流的運(yùn)算電感分析方法　58
3.3.1　運(yùn)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(wěn)態(tài)與暫態(tài)成分　61
3.3.4　故障電流組成分量的衰減時(shí)間常數(shù)與頻率偏移量　62
3.3.5　近端三相短路期間雙饋風(fēng)機(jī)故障電流的數(shù)學(xué)表達(dá)式　62
3.4　雙饋風(fēng)機(jī)對(duì)稱(chēng)故障電流的暫態(tài)特征與計(jì)算結(jié)果　63
3.4.1　雙饋風(fēng)機(jī)故障電流的電磁暫態(tài)仿真與計(jì)算結(jié)果　63
3.4.2　雙饋風(fēng)機(jī)故障電流的動(dòng)模驗(yàn)證與計(jì)算結(jié)果　68
3.5　風(fēng)電并網(wǎng)電力系統(tǒng)距離保護(hù)面臨的挑戰(zhàn)　71
3.5.1　雙饋風(fēng)機(jī)短路電流引起的一段距離保護(hù)誤動(dòng)作　73
3.5.2　誤動(dòng)作原因分析　74
3.6　本章小結(jié)　77
參考文獻(xiàn)　78
第4章　電網(wǎng)對(duì)稱(chēng)短路故障期間雙饋風(fēng)機(jī)故障電流特征的磁路機(jī)制分析　80
4.1　引言　80
4.2　雙饋發(fā)電機(jī)的基本磁路與電感　80
4.3　轉(zhuǎn)子電流對(duì)雙饋發(fā)電機(jī)主磁通的擠出現(xiàn)象　84
4.4　雙饋風(fēng)機(jī)的等效電感　86
4.4.1　從定子端口側(cè)看入的等效電感　86
4.4.2　從轉(zhuǎn)子端口側(cè)看入的等效電感　87
4.5　雙饋風(fēng)機(jī)的定轉(zhuǎn)子磁鏈激勵(lì)　88
4.5.1　雙饋風(fēng)機(jī)的分析子系統(tǒng)　88
4.5.2　子系統(tǒng)S1的定轉(zhuǎn)子磁鏈分量　89
4.5.3　子系統(tǒng)S2的定轉(zhuǎn)子磁鏈分量　90
4.6　雙饋風(fēng)機(jī)磁鏈-電流的代數(shù)關(guān)系模型　91
4.7　本章小結(jié)　93
參考文獻(xiàn)　94
第5章　電網(wǎng)不對(duì)稱(chēng)短路故障期間風(fēng)電機(jī)組故障電流的暫態(tài)特征分析　95
5.1　引言　95
5.2　電網(wǎng)不對(duì)稱(chēng)條件下雙饋風(fēng)機(jī)的故障穿越策略　95
5.3　電網(wǎng)不對(duì)稱(chēng)短路故障期間雙饋風(fēng)機(jī)的磁鏈分析　99
5.3.1　不對(duì)稱(chēng)故障期間雙饋風(fēng)機(jī)的子系統(tǒng)　99
5.3.2　定子磁鏈和轉(zhuǎn)子磁鏈分析　101
5.4　電網(wǎng)不對(duì)稱(chēng)短路期間雙饋風(fēng)機(jī)的故障電流分析　102
5.4.1　不同控制時(shí)間尺度的等效電感計(jì)算　102
5.4.2　不對(duì)稱(chēng)故障下雙饋風(fēng)機(jī)磁鏈-電流的代數(shù)關(guān)系模型　103
5.5　雙饋風(fēng)機(jī)不對(duì)稱(chēng)故障電流的暫態(tài)特征與計(jì)算結(jié)果　106
5.6　本章小結(jié)　109
參考文獻(xiàn)　110
下篇　風(fēng)電并網(wǎng)電力系統(tǒng)的暫態(tài)穩(wěn)定分析
第6章　風(fēng)電暫態(tài)特性及其并網(wǎng)電力系統(tǒng)多時(shí)間尺度暫態(tài)穩(wěn)定問(wèn)題　113
6.1　引言　113
6.2　并網(wǎng)風(fēng)電多時(shí)間尺度暫態(tài)特性及典型特征　113
6.3　風(fēng)電并網(wǎng)電力系統(tǒng)多時(shí)間尺度暫態(tài)穩(wěn)定問(wèn)題及主導(dǎo)環(huán)節(jié)　116
6.3.1　風(fēng)電暫態(tài)特性與電力系統(tǒng)暫態(tài)過(guò)程響應(yīng)的一般關(guān)系　116
6.3.2　風(fēng)電并網(wǎng)電力系統(tǒng)暫態(tài)穩(wěn)定問(wèn)題特點(diǎn)　117
6.3.3　多時(shí)間尺度暫態(tài)穩(wěn)定問(wèn)題主導(dǎo)環(huán)節(jié)　119
6.4　本章小結(jié)　120
參考文獻(xiàn)　121
第7章　暫態(tài)故障下風(fēng)機(jī)多時(shí)間尺度“激勵(lì)-響應(yīng)”關(guān)系模型　122
7.1　引言　122
7.2　故障特征與環(huán)節(jié)動(dòng)作的聯(lián)系　123
7.2.1　不同故障場(chǎng)景下的環(huán)節(jié)動(dòng)作情況　123
7.2.2　描述故障特征的指標(biāo)及其與環(huán)節(jié)動(dòng)作的聯(lián)系　133
7.3　基于擾動(dòng)特征的風(fēng)機(jī)多時(shí)間尺度暫態(tài)模型體系　135
7.3.1　級(jí)聯(lián)多時(shí)間尺度“激勵(lì)-響應(yīng)”模型　135
7.3.2　不同持續(xù)時(shí)間的淺度故障下建模　139
7.3.3　不同持續(xù)時(shí)間的深度故障下建?！?41
7.3.4　多時(shí)間尺度模型與擾動(dòng)特征的對(duì)應(yīng)關(guān)系　143
7.4　本章小結(jié)　144
參考文獻(xiàn)　145
第8章　風(fēng)電并網(wǎng)電力系統(tǒng)機(jī)電時(shí)間尺度暫態(tài)穩(wěn)定分析　146
8.1　引言　146
8.2　風(fēng)機(jī)機(jī)電時(shí)間尺度暫態(tài)簡(jiǎn)化分析模型　146
8.2.1　常規(guī)控制下“激勵(lì)-響應(yīng)”關(guān)系簡(jiǎn)化分析模型　148
8.2.2　暫態(tài)控制下“激勵(lì)-響應(yīng)”關(guān)系簡(jiǎn)化分析模型　149
8.2.3　多種暫態(tài)模型在機(jī)電時(shí)間尺度暫態(tài)行為分析中的應(yīng)用　152
8.3　鎖相同步風(fēng)電主導(dǎo)電力系統(tǒng)的機(jī)電時(shí)間尺度暫態(tài)穩(wěn)定機(jī)理　153
8.3.1　暫態(tài)穩(wěn)定機(jī)理　153
8.3.2　淺度故障下風(fēng)電主導(dǎo)電力系統(tǒng)的機(jī)電時(shí)間尺度暫態(tài)穩(wěn)定性　156
8.3.3　深度故障下風(fēng)電主導(dǎo)電力系統(tǒng)的機(jī)電時(shí)間尺度暫態(tài)穩(wěn)定性　161
8.4　鎖相同步風(fēng)電-同步機(jī)互聯(lián)系統(tǒng)機(jī)電時(shí)間尺度暫態(tài)穩(wěn)定性　169
8.4.1　鎖相同步風(fēng)電-同步機(jī)互聯(lián)系統(tǒng)暫態(tài)穩(wěn)定機(jī)理　169
8.4.2　淺度故障下互聯(lián)系統(tǒng)機(jī)電時(shí)間尺度暫態(tài)穩(wěn)定性　174
8.5　多時(shí)間尺度相互作用及其對(duì)機(jī)電時(shí)間尺度暫態(tài)穩(wěn)定性的影響　180
8.5.1　風(fēng)電并網(wǎng)電力系統(tǒng)多時(shí)間尺度串/并行相互作用　180
8.5.2　直流電壓時(shí)間尺度控制對(duì)機(jī)電時(shí)間尺度暫態(tài)穩(wěn)定性的影響　184
8.6　本章小結(jié)　185
參考文獻(xiàn)　186
第9章　風(fēng)電并網(wǎng)電力系統(tǒng)直流電壓時(shí)間尺度暫態(tài)穩(wěn)定分析　187
9.1　引言　187
9.2　全功率風(fēng)機(jī)直流電壓時(shí)間尺度暫態(tài)簡(jiǎn)化分析模型　188
9.2.1　淺度故障下“激勵(lì)-響應(yīng)”關(guān)系簡(jiǎn)化分析模型　189
9.2.2　深度故障風(fēng)機(jī)暫態(tài)簡(jiǎn)化分析模型　190
9.3　淺度故障下全功率風(fēng)機(jī)并網(wǎng)電力系統(tǒng)直流電壓時(shí)間尺度暫態(tài)穩(wěn)定性　191
9.3.1　風(fēng)機(jī)并網(wǎng)電力系統(tǒng)直流電壓時(shí)間尺度振蕩特征　191
9.3.2　風(fēng)機(jī)并網(wǎng)電力系統(tǒng)直流電壓時(shí)間尺度穩(wěn)定機(jī)理　197
9.4　深度故障下全功率風(fēng)機(jī)并網(wǎng)電力系統(tǒng)直流電壓時(shí)間尺度暫態(tài)穩(wěn)定性　213
9.4.1　風(fēng)機(jī)并網(wǎng)電力系統(tǒng)直流電壓時(shí)間尺度下的暫態(tài)特性　213
9.4.2　風(fēng)機(jī)并網(wǎng)電力系統(tǒng)直流電壓時(shí)間尺度下的暫態(tài)穩(wěn)定影響因素　215
9.5　本章小結(jié)　220
參考文獻(xiàn)　221