本文關(guān)鍵詞：基于雙饋機組與STATCOM的風電場無功電壓協(xié)調(diào)控制研究

  更多相關(guān)文章： 雙饋風電機組 風電場 靜止同步補償器 無功電壓 協(xié)調(diào)控制策略

【摘要】：在傳統(tǒng)化石能源逐漸枯竭、世界環(huán)境污染日益嚴重的背景下,風力發(fā)電作為技術(shù)成熟度最高、應用最廣泛的新能源發(fā)電方式,近年來得到了長足的發(fā)展。然而隨著風電場并網(wǎng)容量的不斷增加,大規(guī)模風電并網(wǎng)對電力系統(tǒng)的安全穩(wěn)定運行造成的影響也越來越大,其中無功電壓問題已成為一個制約風電并網(wǎng)的亟待解決的問題。本文以雙饋型風電場為研究對象,基于DIgSILENT/Power Factory電力系統(tǒng)仿真分析軟件,在對雙饋風電機組控制性能進行詳細分析的基礎上,提出了改進的雙PWM換流器控制策略,使機組能夠在穩(wěn)態(tài)與暫態(tài)過程中參與無功控制；進而以配備STATCOM的雙饋風電場為研究對象,以充分利用雙饋機組無功可調(diào)容量為目標,提出了一種分模式的風電場無功電壓協(xié)調(diào)控制策略。論文的主要工作概括如下：(1)建立了雙饋風電機組的仿真模型。在分析雙饋風電機組的基本構(gòu)成及運行原理的基礎上,建立了包括風力機、傳動機構(gòu)、雙饋感應電機及換流器的雙饋風電機組數(shù)學模型,并采用DIgSILENT/Power Factory仿真軟件搭建風力機控制系統(tǒng)和雙饋感應電機控制系統(tǒng)的仿真模型,為后續(xù)雙饋風電機組運行特性的仿真分析奠定了模型基礎。(2)提出一種改進的雙PWM換流器控制策略,并研究了該策略下雙饋風電機組的無功電壓控制能力。通過對轉(zhuǎn)子側(cè)換流器控制策略的優(yōu)化,在不影響機組有功出力的前提下,充分利用機組的無功可調(diào)容量,實現(xiàn)穩(wěn)態(tài)工況下機組對系統(tǒng)的無功補償；配合Crowbar保護動作信號,通過對網(wǎng)側(cè)換流器控制策略的優(yōu)化,Crowbar實現(xiàn)了暫態(tài)工況下機組對系統(tǒng)的緊急無功支撐；最后通過仿真分析驗證了控制策略的有效性。(3)提出了一種基于雙饋機組與STATCOM的分模式的風電場無功電壓協(xié)調(diào)控制策略。以配備STATCOM的雙饋風電場為研究對象,以優(yōu)先利用風電機組本身的無功可調(diào)容量、減少風電場動態(tài)無功補償容量為目標,基于改進的雙饋風電機組無功控制能力,提出一種基于雙饋機組與STATCOM的風電場無功電壓協(xié)調(diào)控制策略,根據(jù)風電場不同的運行工況采取不同的控制模式,實現(xiàn)了雙饋機組RSC、GSC及STATCOM間的無功協(xié)調(diào),最后通過算例分析驗證了該策略的有效性。
【關(guān)鍵詞】：雙饋風電機組 風電場 靜止同步補償器 無功電壓 協(xié)調(diào)控制策略
【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】：2016
【分類號】：TM614
【目錄】：

• 摘要5-6
• Abstract6-9
• 第1章 緒論9-14
• 1.1 選題背景及意義9-10
• 1.2 國內(nèi)外研究現(xiàn)狀10-12
• 1.2.1 風電并網(wǎng)對電力系統(tǒng)電壓穩(wěn)定性影響研究現(xiàn)狀10-11
• 1.2.2 雙饋風電場參與系統(tǒng)無功電壓調(diào)節(jié)研究現(xiàn)狀11-12
• 1.3 論文的主要工作12-14
• 第2章 基于DIgSILENT的雙饋風電機組建模14-27
• 2.1 引言14
• 2.2 雙饋風電機組工作原理14-15
• 2.3 風力機的空氣動力學模型15-16
• 2.4 軸系傳動機構(gòu)模型16-17
• 2.5 風力機控制系統(tǒng)模型17-19
• 2.5.1 槳距角控制模型17-18
• 2.5.2 最大風功率跟蹤控制模型18-19
• 2.6 雙饋感應電機控制系統(tǒng)模型19-24
• 2.6.1 轉(zhuǎn)子側(cè)PWM換流器的控制模型19-21
• 2.6.2 網(wǎng)側(cè)PWM換流器的控制模型21-24
• 2.7 基于DIgSILENT/Power Factory的雙饋風電機組建模24-26
• 2.8 本章小結(jié)26-27
• 第3章 雙饋風電機組無功電壓控制能力分析27-38
• 3.1 引言27
• 3.2 雙饋風電機組無功功率組成27-28
• 3.3 轉(zhuǎn)子側(cè)換流器無功控制能力分析28-35
• 3.3.1 無功功率極限分析28
• 3.3.2 面向穩(wěn)態(tài)工況的RSC改進控制策略28-30
• 3.3.3 無功功率控制性能仿真30-35
• 3.4 網(wǎng)側(cè)換流器無功控制能力分析35-37
• 3.4.1 無功功率極限分析35
• 3.4.2 面向暫態(tài)工況的GSC改進控制策略35-36
• 3.4.3 無功功率控制性能仿真36-37
• 3.5 本章小結(jié)37-38
• 第4章 —種基于雙饋機組與STATCOM的風電場無功電壓協(xié)調(diào)控制策略38-58
• 4.1 引言38
• 4.2 仿真系統(tǒng)38-41
• 4.3 基于STATCOM的風電場無功電壓控制41-45
• 4.3.1 控制策略41-43
• 4.3.2 正常工況43-44
• 4.3.3 故障工況44-45
• 4.4 基于雙饋機組與STATCOM的風電場無功電壓協(xié)調(diào)控制45-57
• 4.4.1 協(xié)調(diào)控制策略45-48
• 4.4.2 正常運行狀態(tài)的仿真分析48-51
• 4.4.3 風電場遠端故障時的仿真分析51-54
• 4.4.4 風電場近端故障時的仿真分析54-57
• 4.5 本章小結(jié)57-58
• 第5章 結(jié)論與展望58-60
• 5.1 結(jié)論58
• 5.2 展望58-60
• 參考文獻60-64
• 攻讀碩士學位期間發(fā)表的學術(shù)論文及其它成果64-65
• 致謝65

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本文編號：688635