【摘要】：作為發(fā)展最快的可再生能源,風(fēng)力發(fā)電由于其自身所具有的優(yōu)點(diǎn),在全世界范圍內(nèi)均得到了普遍的推廣與應(yīng)用。從風(fēng)力發(fā)電的趨勢(shì)來(lái)看,風(fēng)電要想得到進(jìn)一步的發(fā)展,很大程度上受限于它的并網(wǎng)方式。基于電壓源型換流器的高壓直流(voltage source converter based high voltage DC,VSC-HVDC)輸電技術(shù)具有高度的靈活性和可靠性,是大型風(fēng)電場(chǎng)與電網(wǎng)聯(lián)接的理想輸電方式。因此,深入研究風(fēng)電場(chǎng)經(jīng)VSC-HVDC并網(wǎng)系統(tǒng)的控制方法具有重要意義。本文首先分析了雙饋風(fēng)力發(fā)電機(jī)組(doubly-fed induction generator,DFIG)的基本結(jié)構(gòu)與運(yùn)行原理,建立了DFIG的數(shù)學(xué)模型,在此基礎(chǔ)上設(shè)計(jì)了DFIG轉(zhuǎn)子側(cè)和網(wǎng)側(cè)換流器的矢量控制策略,仿真結(jié)果驗(yàn)證了DFIG矢量控制策略能夠?qū)崿F(xiàn)風(fēng)電機(jī)組輸出有功、無(wú)功功率的解耦控制和最大風(fēng)能追蹤控制;其次分析了VSC-HVDC的基本結(jié)構(gòu)與運(yùn)行原理,建立了VSC-HVDC的數(shù)學(xué)模型,在此基礎(chǔ)上研究了VSC-HVDC的雙閉環(huán)矢量控制策略。針對(duì)風(fēng)電場(chǎng)的運(yùn)行特點(diǎn),設(shè)計(jì)了應(yīng)用于風(fēng)電場(chǎng)并網(wǎng)的VSC-HVDC兩端換流站的控制策略,為研究基于VSC-HVDC的雙饋風(fēng)電場(chǎng)并網(wǎng)協(xié)調(diào)控制奠定了基礎(chǔ)。最后針對(duì)雙饋風(fēng)電場(chǎng)經(jīng)VSC-HVDC并網(wǎng)時(shí),受端電網(wǎng)慣量不足而出現(xiàn)擾動(dòng)下頻率偏移較大的問(wèn)題,提出了一種協(xié)調(diào)控制策略。該協(xié)調(diào)控制策略包括電網(wǎng)側(cè)變流器模擬慣量控制,風(fēng)電場(chǎng)側(cè)變流器變頻控制,雙饋風(fēng)電機(jī)組的虛擬慣性控制。在該協(xié)調(diào)控制策略下,當(dāng)電網(wǎng)側(cè)交流系統(tǒng)頻率發(fā)生變化時(shí),電網(wǎng)側(cè)變流器首先調(diào)節(jié)直流電壓的參考值,以響應(yīng)系統(tǒng)頻率的變化,同時(shí),風(fēng)電場(chǎng)側(cè)變流器根據(jù)變化的直流電壓調(diào)節(jié)風(fēng)電場(chǎng)側(cè)變流器的頻率,為響應(yīng)風(fēng)電場(chǎng)側(cè)變流器頻率的變化,雙饋風(fēng)電機(jī)組引入虛擬慣性控制環(huán)節(jié),通過(guò)吸收或釋放轉(zhuǎn)子的旋轉(zhuǎn)動(dòng)能,改變雙饋風(fēng)電機(jī)組的有功出力。通過(guò)協(xié)調(diào)控制,直流電容儲(chǔ)存的能量和DFIG的轉(zhuǎn)子動(dòng)能共同為系統(tǒng)提供慣性支撐,提高了系統(tǒng)的頻率響應(yīng)特性。通過(guò)仿真分析驗(yàn)證了所提協(xié)調(diào)控制策略的正確性和有效性。
【學(xué)位授予單位】：蘭州理工大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2017
【分類號(hào)】：TM614

【參考文獻(xiàn)】

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本文編號(hào)：2584347