本文是一篇电力论文，电力系统各种电压等级均通过电力变压器来转换，电压升高为升压变压器（变电站为升压站），电压降低为降压变压器（变电站为降压站）。一种电压变为另一种电压的选用两个线圈（绕组）的双圈变压器，一种电压变为两种电压的选用三个线圈（绕组）的三圈变压器。（以上内容来自百度百科）今天为大家推荐一篇电力论文，供大家参考。
1 绪论
1.1 论文研究背景及意义
现如今，传统的化石能源正逐渐面临枯竭，世界各国对石油，煤，天然气等传统化石能源更加珍视，一方面将传统化石能源大量储存起来以提升本国化石能源的占有率，另一方面不再盲目提升化石能源的开采量和提高其交易价格。因此，全球未来能源技术发展的重点方向之一就是对可再生能源的开发和利用。在可再生能源领域中，风电拥有着非常重要的地位，当前已成为很多国家重点研究、开发和利用的新能源项目【1】。欧洲风力发电技术发展最早，并且其风力发电技术最为成熟。2012年，欧洲风能委员会统计显示，欧洲的风电机组总装机容量已达到1亿KW ，风电的发展取得了空前的进步。我国风力发电技术起步相比欧洲较晚，当时大多采取进口风电设备以及引进相关技术的方式，但近十几年来，随着风电技术不断提高，我国风电产业也在迅速发展【2】。2011年，我国风电机组总装机容量已超过 60 GW，已达到世界风机总装机容量的四分之一，这标志着我国新能源所占比重进一步增加，能源体系架构得到进一步的改善【3】。电力系统正常运行时为平衡状态，其电能的生产、传输、消耗是同时进行的，且大规模储存电能的成本非常高。由于风力发电的风速易受外界环境天气的影响，导致风电机组输出存在间歇性和波动性等特性【4】，最终引起风电机组并网给系统带来诸多的影响，例如引起电网电压的波动，产生谐波以及影响电网稳定性等。其中，风电并网对电力系统低频振荡的影响分析和抑制措施成为目前热门的研究方向。另外，随着风电机组装机容量的逐渐增大，风电并网对电力系统的稳定性影响、电能质量问题和经济调度都造成了严重的危害，严重制约着风电产业的发展【5-6】。大规模电力系统中，低频振荡按频率范围可分为局部振荡和区域间振荡【7】。当一个电厂内的发电机组与电力系统其余部分发电机组发生相对摆动，所产生的振荡模式称为局部振荡，其频率大致在 0.7~2.5Hz 范围内。当在系统中某一区域内的多台发电机与另一区域内的多台发电机之间发生相对摆动，由于各区域发电机组的惯性时间常数较大，因此，这种振荡模式的频率偏低，其范围一般在 0.1~0.7Hz【8】，这种振荡模式称为区域间振荡。
..........
1.2 研究现状
随着风电场并网的容量不断增大，并网的电压等级不断升高，因此风电场并网对电力系统的影响不断增大，其中，风电场并网对系统低频振荡特性的影响也受到广泛的关注【10】。风能是风力发电系统获取的初始能源，风速的大小影响风机的出力，而由于风速是时刻变化的，具有随机性，不能控制，因此并网运行的风电机组可视为一干扰源，影响系统的电能质量和稳定性。随着电力系统的规模不断扩大，大容量远距离输电、高放大倍数励磁装置的使用和大规模新能源的接入，电力系统中的低频振荡已成为当今一个复杂的现象，比如当突然发生负荷投切，短路故障等时，容易在系统中产生低频振荡现象，给电力系统的安全和稳定带来较大的危害【11-12】。为保证系统安全稳定运行，抑制系统低频振荡的关键就在于对主导低频振荡模式的参数辨识，从而为实现电网安全稳定和有效阻尼控制提供理论依据【13-14】。当电网内产生低频振荡时，振荡可能在一段时间内逐渐减弱，最终消失，也有可能振荡逐渐增大，同时影响的范围逐渐扩大，最终影响整个电网的动态平衡。大规模风电场并网对我国电网的能源结构调整具有重大战略意义，因此研究风电场并网对系统低频振荡特性的影响是非常有必要的。目前，我国电网正逐步实现“三横四纵”的战略布局，随着系统规模的不断扩大，今后系统低频振荡的发生将更为普遍，因此，应对大容量风电场并网对系统低频振荡的影响进行更为深入的研究。同时，研究大容量风电场并网对系统低频振荡的影响将为风电场并网工程提供理论依据【15】。
...........
2 双馈型异步风力发电系统建模
建立准确的风力发电系统模型，通过仿真实验分析风电并网对电力系统的影响，是研究风电并网关键技术的有力工具。对本文所研究的 DFIG 对电力系统低频振荡特性的影响也至关重要。风电机组是依据其物理特性以及电气和机械等特性进行建模的。一般情况下，风力发电系统模型可以由风速模型、风力机模型、机械系统模型、发电机模型、控制系统模型等构成。具体应用时，由于风力发电系统的模型、应用领域和研究重点的不同而有所差异【21】。
2.1 双馈型异步风力发电系统基本原理
在传统电网中，发电厂多配备为同步发电机组。而现如今，使用的风力发电机组中，更多的采用异步电机，其中双馈异步风力发电机（DFIG）被广泛的使用【22】。DFIG 具有转子和定子绕组两部分，而根据转子和定子所连位置的不同，励磁变换器分为转子侧变换器（RSC）和网侧变换器（GSC）【23】。DFIG 采用交流励磁调节系统，通过调节转子的励磁电流，可以精确控制定子侧的电压，以达到双馈风电机组并网的要求。
.........
2.2 双馈型异步风力发电系统机械部分模型
风电机组机械传动系统是将风机捕捉的风能传送给发电机转子以获得转速，进而由发电机产生电能。在 DFIG 系统中通过利用齿轮箱将风力机轴与发电机轴相连。目前机械传动模型有单质块和二质块模型。相比单质块模型，二质块模型可比较准确地反映出 DFIG的机械传动特性【24】。二质块模型中，两个质块分别表示风力机轴系模块和发电机转子轴系模块，两者之间通过弹性系数为tgK、阻尼系数为tgD的轴系相连。二质块模型如图 2-3 所示。双馈异步风力发电机是一个阶数高、非线性、多变量、强耦合的系统。双馈型异步风力发电机主要控制策略为：利用坐标变换法将abc三相静止坐标系下转子侧电流转变为dq坐标系下的d 、q轴分量【25】，通过控制转子侧电流分量，实现对双馈风电机组输出有功和无功的解耦控制。本文通过建立不同坐标系下的 DFIG 数学模型来进一步研究 DFIG的控制方式。
..........
3 电力系统低频振荡机理及辨识方法研究.........15
3.1 低频振荡产生机理........15
3.2 低频振荡分析方法........16
3.3 基于变分模态分解和 Prony 算法的风电并网下系统低频振荡辨识........18
3.4 本章小结....44
4 双馈型风电场并网对系统低频振荡影响分析...........47
4.1 互联系统的阻尼特性....47
4.2 风电场并网下互联系统的阻尼特性..........49
4.3 双馈型风电场并网对系统低频振荡影响仿真分析......50
4.3.1 双馈风电场不同出力对系统低频振荡的影响.......51
4.3.2 双馈风电场不同输送距离对系统低频振荡特性的影响...........52
4.3.3 系统联络线上传输功率对区域间低频振荡模式特性的影响.............53
4.4 本章小结....55
5 双馈型风电场并网下系统低频振荡抑制策略研究.............57
5.1 基于暂态能量分析的风电场阻尼控制基本原理..........57
5.2 基于粒子群算法优化的双馈风电场附加模糊阻尼控制器研究......59
5 双馈型风电场并网下系统低频振荡抑制策略研究
非线性复杂的电力系统存在着能量生成、传输和损耗的过程，其能量平衡状态在整个系统中有着非常重要的作用。目前，已有该研究领域的学者将暂态能量函数法应用到HVDC、SVC 阻尼控制器中，对系统低频振荡有很明显的抑制作用，而将附加阻尼控制器接入到风电场控制系统中还较少见。目前采用控制理论设计的 DFIG 附加阻尼控制器，需要模型有精确的参数，但风电存在非线性特性和电网经常出现各种扰动，使常规 PSS控制器很难达到理想的控制效果。由以上可知，由于模糊控制器具有抗干扰能力强、不需要考虑被控对象的模型参数等优点【64-65】。在本节中，当系统接入双馈型风电场时，基于暂态能量函数方法提出一种基于粒子群算法（PSO）优化的模糊阻尼控制器。以双馈型风电场并入四机两区域系统为例，先将模糊阻尼控制器接入到 DFIG 的控制回路中，再对模糊阻尼控制器输出和输入的相关参数利用粒子群算法进行优化。最后通过仿真将本节所提出的基于粒子群算法优化的模糊阻尼控制器，和采用传统的模糊阻尼控制器以及无阻尼控制器方法进行对比，结果得出在含 DFIG 的互联系统中，本章所提出的粒子群算法优化的模糊阻尼控制器抑制低频振荡的效果要优于传统的模糊阻尼控制器。#p#分页标题#e#
...........
总结
当前，新能源产业被越来越多的国家所重视。风电以其储蓄量大、清洁无污染、可再生、技术成熟等方面的优势发展迅猛。随着风力发电技术不断发展和进步，风电机组并网容量和并网电压等级逐渐提升，更多的大规模风电场建成和接入电网。但由于风电具有随机性和波动性等特性，风电场并网对电力系统的稳定性造成了极大的威胁，尤其需对风电场并网对系统低频振荡特性影响的研究更加关注。本文首先对双馈型风力发电机的基本原理及其数学模型进行详细的介绍，然后介绍了低频振荡产生机理及其分析方法，并针对 Prony 算法对含噪声的低频振荡信号敏感、辨识结果不精确等问题，提出采用 VMD 结合 Prony 的算法辨识系统低频振荡参数，先利用VMD 对原含噪低频振荡信号去噪，再对去噪后的信号用 Prony 进行辨识。接着对风电场出力、风电场输送距离和系统联络线上传输功率的变化对系统低频振荡的影响进行了仿真分析。最后对 DFIG 转子侧变换器控制系统附加基于 PSO 优化的模糊阻尼控制器和附加传统模糊阻尼控制器来抑制系统的低频振荡并进行了分析对比。通过理论分析和仿真实验得到如下结论：（1）VMD 算法相比 EMD 算法具有更好的滤除噪声效果，同时由于 VMD 对信号分解层数少，运算时间更短，因此采用 VMD 结合 Prony 算法相比 EMD 结合 Prony 以及直接 Prony 算法对系统低频振荡模式参数辨识效果更精确。通过采用给定低频振荡信号、风电场并入电网的实际参数仿真和风电场接入四机两区域系统辨识算例验证了 VMD 结合Prony 算法的适用性更好。（2）风电场接入电网时，风电场出力、风电场输送距离和系统联络线上传输功率的变化对系统低频振荡产生一定的影响。（3）PSO 优化的附加模糊阻尼控制器和附加传统模糊阻尼控制器都能抑制系统低频振荡，但 PSO 优化的附加模糊阻尼控制器的抑制效果更佳。
..........
参考文献（略）
