【摘要】：由于大規(guī)模風(fēng)力發(fā)電系統(tǒng)的規(guī)劃與建設(shè),風(fēng)電場的并網(wǎng)對電網(wǎng)的影響越來越嚴(yán)重,其中包括風(fēng)電場并網(wǎng)點(diǎn)電壓穩(wěn)定問題。在實(shí)際工程建設(shè)中,對于雙饋風(fēng)電場無功補(bǔ)償裝置容量的配置,做到既能符合雙饋風(fēng)電場并網(wǎng)要求又能兼顧經(jīng)濟(jì)性尤為必要。本文將STATCOM和DFIG作為研究對象,對兩者的運(yùn)行原理、數(shù)學(xué)模型、控制策略進(jìn)行了詳細(xì)的研究分析工作。在MATLAB/Simulink仿真環(huán)境下依據(jù)所提出的數(shù)學(xué)模型搭建了含STATCOM裝置的雙饋風(fēng)電場模型,建立了采用定子磁鏈定向矢量控制的轉(zhuǎn)子側(cè)換流器控制模型、采用電網(wǎng)電壓定向矢量控制的網(wǎng)側(cè)換流器控制模型、槳距角控制模型以及包含電壓控制和無功功率控制的STATCOM控制器模型,在此基礎(chǔ)上,分別對DFIG和STATCOM裝置進(jìn)行了并網(wǎng)仿真分析,驗(yàn)證了模型的正確性。論文提出一種方法來確定雙饋風(fēng)電場STATCOM裝置的容量,該方法需先估算雙饋風(fēng)電場的無功損耗,其次依據(jù)雙饋風(fēng)電場參數(shù)進(jìn)行等效建模,對其穩(wěn)態(tài)運(yùn)行數(shù)據(jù)進(jìn)行簡化的潮流計(jì)算,由此確定STATCOM裝置的配置容量。在此基礎(chǔ)上進(jìn)一步探討了影響雙饋風(fēng)電場STATCOM裝置容量配置的其他因素,其中包括風(fēng)電場出力情況、電網(wǎng)電壓跌落情況、輸電線路長度,以及配置不同容量的STATCOM裝置時輸出無功的變化情況。結(jié)果表明:隨著風(fēng)電場出力增加風(fēng)電場對無功的需求增加,在一定程度內(nèi)電網(wǎng)電壓跌落程度與維持PCC點(diǎn)電壓穩(wěn)定所需的無功功率呈線性關(guān)系,系統(tǒng)對無功的需求隨輸電線路長度的增加而增加且增勢會逐漸變緩,在電網(wǎng)電氣特性固定的情況下隨STATCOM裝置所配置的容量的增加其輸出的無功功率會近似達(dá)到飽和。本文主要提出了一種方法用于確定STATCOM裝置的容量,并通過與實(shí)際300MW雙饋風(fēng)電場所配置的容量進(jìn)行了對比,驗(yàn)證了所提方法的正確性。本文進(jìn)一步探究了影響雙饋風(fēng)電場STATCOM裝置容量配置的其他因素,為無功補(bǔ)償容量的配置提供了依據(jù),也為提高雙饋風(fēng)電場無功補(bǔ)償方案的經(jīng)濟(jì)性提供了指導(dǎo)。
[Abstract]:Due to the planning and construction of large-scale wind power system, the influence of grid connection of wind farm is more and more serious, including the problem of voltage stability of wind farm and network. In actual engineering construction, it is necessary for the configuration of reactive power compensator capacity of doubly-fed wind farm to meet the requirements of doubly-fed wind farm and to give consideration to economy. In this paper, STATCOM and DFIG are taken as the research objects, and the operation principle, mathematical model and control strategy of both are studied and analyzed in detail. Based on the mathematical model proposed in MATLAB/Simulink simulation environment, a doubly-fed wind farm model with STATCOM device is built, and a rotor side converter control model using stator flux linkage directional vector control is established. The grid-side converter control model, propeller pitch control model and STATCOM controller model including voltage control and reactive power control are adopted in this paper. On the basis of this, the grid-connected simulation analysis of DFIG and STATCOM devices is carried out, respectively. The correctness of the model is verified. This paper presents a method to determine the capacity of the STATCOM device in a doubly-fed wind farm. This method first estimates the reactive power loss of the doubly-fed wind farm, and then carries out a simplified power flow calculation based on the parameters of the doubly-fed wind farm. Thus, the configuration capacity of the STATCOM device is determined. On this basis, other factors affecting the capacity configuration of the STATCOM unit in a doubly-fed wind farm are further discussed, including wind farm output, grid voltage drop, transmission line length, And the variation of output reactive power when the STATCOM device with different capacity is configured. The results show that with the increase of wind farm output, the demand for reactive power of wind farm increases. To some extent, the voltage drop of power grid is linearly related to the reactive power required to maintain the voltage stability of PCC points. The demand for reactive power in the system increases with the length of transmission line and the increasing potential will slow down gradually. When the electrical characteristics of the power network are fixed, the output reactive power of the system will be approximately saturated with the increase of the configuration capacity of the STATCOM device. In this paper, a method is proposed to determine the capacity of the STATCOM device, and the correctness of the proposed method is verified by comparing it with the capacity of the actual 300MW doubly-fed wind farm. This paper further explores the other factors that affect the capacity configuration of the STATCOM unit in a doubly-fed wind farm, which provides a basis for the allocation of reactive power compensation capacity, and also provides guidance for improving the economy of the reactive power compensation scheme in a doubly-fed wind farm.
【學(xué)位授予單位】：昆明理工大學(xué)
【學(xué)位級別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2017
【分類號】：TM614;TM761.12

【參考文獻(xiàn)】

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本文編號：2259253