【摘要】：當(dāng)電網(wǎng)遭遇大面積停電事故時(shí),必須通過黑啟動來逐步恢復(fù)電網(wǎng)供電,因此,黑啟動電源的選擇尤為關(guān)鍵。通常情況下,水電為黑啟動電源的優(yōu)選方案。近些年來,我國風(fēng)力發(fā)電裝機(jī)容量增長迅猛,成為僅次于火電、水電的第三大電力來源。風(fēng)電機(jī)組具有單機(jī)容量小、響應(yīng)快等優(yōu)點(diǎn),對于風(fēng)力資源豐富區(qū)域,如能利用風(fēng)電機(jī)組實(shí)現(xiàn)黑啟動,作為黑啟動電源點(diǎn)備選方案,則對于區(qū)域電網(wǎng)遭遇嚴(yán)重故障后快速恢復(fù)供電具有重要意義。結(jié)合黑啟動技術(shù)要求,本文研究了風(fēng)電機(jī)組運(yùn)行特性,并對風(fēng)電機(jī)組黑啟動所需外部電源進(jìn)行的分析計(jì)算,進(jìn)一步提出了一種具備黑啟動控制功能的變流器SCADA系統(tǒng)。首先,對目前裝機(jī)容量最大的雙饋、直驅(qū)兩種風(fēng)電機(jī)組運(yùn)行特性進(jìn)行了研究,通過建模仿真、掌握其風(fēng)速、功率、槳距角相應(yīng)特性。進(jìn)一步的,考慮到風(fēng)電具有隨機(jī)性特征,對風(fēng)電場出力等運(yùn)行特性進(jìn)行分析,并研究風(fēng)電場FACTS裝置特性。其次,對風(fēng)電機(jī)組黑啟動所需的外部電源進(jìn)行了分析計(jì)算,對目前主流的外部電源類型進(jìn)行比較分析,并以1.5MW雙饋型風(fēng)機(jī)為例,對單臺風(fēng)機(jī)黑啟動所需外部電源容量進(jìn)行估算。進(jìn)一步的,考慮經(jīng)濟(jì)效益等因素,對風(fēng)電場外部電源配置方式進(jìn)行了比較,并提出適合風(fēng)電場黑啟動的外部電源選擇方案。最后,為彌補(bǔ)常規(guī)風(fēng)電場SCADA系統(tǒng)在黑啟動過程的不足,提出了一種具備黑啟動控制功能的變流器SCADA系統(tǒng),并對該系統(tǒng)的功能進(jìn)行了詳細(xì)設(shè)計(jì)開發(fā),該系統(tǒng)可用于黑啟動過程中變流器工作狀態(tài)進(jìn)行監(jiān)視、控制,改進(jìn)風(fēng)電場黑啟動過程變流器及風(fēng)電機(jī)組控制能力。
[Abstract]:When the power system suffers a large area power outage, it is necessary to restore the power supply by black-start step by step. Therefore, the selection of black-start power supply is very important. Normally, hydropower is the best option for black-start power supply. In recent years, the installed capacity of wind power in China has increased rapidly, becoming the third largest power source after thermal power and hydropower. Wind turbine has the advantages of small capacity, fast response and so on. For the region with abundant wind resources, if black start can be realized by using wind turbine, it can be used as the alternative of black-start power point. It is of great significance for regional power grid to quickly recover power supply after serious failure. Combined with the requirements of black-start technology, this paper studies the operating characteristics of wind turbine, analyzes and calculates the external power supply needed for black-start of wind turbine, and further puts forward a converter SCADA system with black-start control function. Firstly, the operation characteristics of doubly-fed and direct-drive wind turbines with the largest installed capacity are studied. Through modeling and simulation, the corresponding characteristics of wind speed, power and pitch angle of propeller are grasped. Furthermore, considering the randomness of wind power, the operating characteristics of wind farm are analyzed, and the characteristics of wind farm FACTS device are studied. Secondly, the external power supply needed for wind turbine black start-up is analyzed and calculated, and the main external power supply types are compared and analyzed. The 1.5MW doubly-fed fan is taken as an example. The external power supply capacity required for the black start of a single typhoon is estimated. Furthermore, considering the economic benefits and other factors, the external power supply configuration mode of wind farm is compared, and the external power source selection scheme suitable for black start-up of wind farm is put forward. Finally, in order to make up for the deficiency of the conventional wind farm SCADA system in the black start process, a converter SCADA system with black start control function is proposed, and the function of the system is designed and developed in detail. The system can be used to monitor and control the working state of converter during black-start, and to improve the control ability of converter and wind turbine during black-start process of wind farm.
【學(xué)位授予單位】：東南大學(xué)
【學(xué)位級別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2016
【分類號】：TM614

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本文編號：2413670