發(fā)布時間：2019-09-28 06:46

【摘要】：隨著風電滲透率的提升和電網傳輸容量的限制,風電大規(guī)模集中開發(fā)面臨嚴重的“棄風”現象。分散式風電規(guī)模小,發(fā)出的電能直接輸入配電網就地消納,無需遠距離輸電,可解決集中式并網限電問題。但是,配電網網架結構相對薄弱,風速隨機性、波動性引起的風電機組有功出力的變化勢必會對配電網電壓帶來重大影響。然而,配電網的配套設施又較為匱乏,因此有必要發(fā)揮分散式風電無功電壓調節(jié)能力參與配電網的無功電壓控制。本文針對分散式風電無功電壓控制問題,從理論分析、控制策略設計、仿真驗證三個方面進行研究。首先,針對當前主流風電機組-雙饋風電機組建立詳細的數學模型,分析其發(fā)電原理以及詳細的控制策略,在此基礎上進一步分析雙饋風電機組的無功功率極限以及基本的無功控制策略�？紤]到分散式風電接入對配電網電壓的影響,分析了分散式風電功率波動與配電網電壓之間的關系,并且研究了含分散式風電的配電網電壓分布計算方法。其次,本文將分層無功電壓控制策略進行改進應用到分散式風電并網系統中。改進的控制策略選取配電網電壓偏差最嚴重的節(jié)點作為控制節(jié)點并進行無功整定得到無功指令值,無功指令值的分配包括不同節(jié)點之間、同一節(jié)點不同風電機組之間、風電機組內部(雙饋機組)三個層次,不同節(jié)點之間按靈敏度大小進行無功指令值分配;同一節(jié)點不同機組之間按機組無功容量分配無功指令值;雙饋機組內部定子側優(yōu)先分配無功指令值。另外,考慮到分散式風電機組與配電網中原有的無功補償設備、調壓設備之間的協調控制策略,本文對有載調壓變壓器(OLTC)建立了詳細的數學模型并分析了控制原理,在此基礎上采用協調控制策略使得分散式風電機組與有載調壓變壓器有序配合,實現配電網電壓調整。最后,在PSCAD中進行仿真驗證。仿真結果表明改進的控制策略更加適合于分散式風電系統,能夠充分利用多臺風電機組的無功輸出能力,更為有效地改善配電網電壓。風電機組與有載調壓變壓器之間的協調控制避免了電壓調節(jié)的盲目性,增強了電網對電壓波動的抵御性。本文所提控制策略對分散式風電機組接入配電網無功控制的研究具有重要意義,可以在實踐中不斷優(yōu)化。
【圖文】：

類對能源的需求與消耗隨著社會生產力的不斷進步以及經濟的迅速俱增的趨勢。煤炭、石油以及天然氣等日益枯竭的化石燃料的使用給了嚴重的環(huán)境污染[1]。面對環(huán)境惡化和能源危機的雙重考驗，對綠色生能源的大力開發(fā)與利用，，已成為世界各國的基本共識和應對策略[2]統能源依舊在世界能源結構中占據主要地位，但其開發(fā)利用的增長速于可再生能源開發(fā)利用的增長速度[3]。其中，風能作為最具規(guī)�；_生能源在自然界中的儲量巨大，據世界氣象組織估計，太陽輻射到地.5%轉變?yōu)轱L能，按此推算，全球風能總量為 2.74×109MW，其中可利約為 2.7×107MW[4]。力是現代能源供應的主要形式之一。隨著科技的進步，風電設備的研成熟，風力發(fā)電的成本已經非常接近常規(guī)能源[5]，這更加促進了全球速發(fā)展。圖 1-1 為近 10 年來世界風電發(fā)展趨勢圖，據全球風能理事會據，2015 年全球風電產業(yè)新增裝機容量達 63013MW，同比增長 22%長 17%，累計裝機容量達到 432419MW。

華北電力大學碩士學位論文國風力資源豐富，理論儲量值達到 40 億千瓦以上。21 世紀是中國風時期，這一階段政府陸續(xù)頒布了一些鼓勵政策，大力扶持風電事業(yè)豐富的風能資源以及科技的不斷創(chuàng)新，使得我國風電裝機容量躍居全015 年中國風力發(fā)電裝機容量趨勢如圖 1-2 所示，由圖可知中國風電正在穩(wěn)步快速增長�！�2015 中國風電發(fā)展報告》指出，2015 年全國新到 30800MW，約占全球新增裝機容量的 48.88%。截止到 2015 年，容量達到 14541MW，同比增長 26.87%。
【學位授予單位】：華北電力大學(北京)
【學位級別】：碩士
【學位授予年份】：2017
【分類號】：TM614

【參考文獻】

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本文編號：2543173