本文關(guān)鍵詞：SVC和SSSC聯(lián)合提高風(fēng)電場暫態(tài)電壓穩(wěn)定性的研究

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【摘要】：當(dāng)今社會迅猛發(fā)展,科技進步帶來經(jīng)濟效益的同時也帶來亟待解決的環(huán)境污染問題,因此可再生能源的開發(fā)和利用成為重要課題。其中,風(fēng)能作為主要的清潔能源,越來越受到人們的重視,風(fēng)力發(fā)電在電網(wǎng)中所占的比例也越來越高。但是,由于異步電機缺乏有效的無功電壓控制能力,并且異步風(fēng)力發(fā)電系統(tǒng)在起機階段會從電網(wǎng)吸收大量的無功功率,這就會造成電網(wǎng)的無功功率分布的嚴重不平衡以至于暫態(tài)電壓失去穩(wěn)定。當(dāng)系統(tǒng)發(fā)生較大擾動,如短路故障時,系統(tǒng)同樣需要在電網(wǎng)吸收無功功率來重新建立機端電壓,這樣同樣會造成電網(wǎng)的暫態(tài)電壓不穩(wěn)定。針對異步風(fēng)力發(fā)電系統(tǒng)存在的問題,本文提出將FACTS器件SVC和SSSC裝設(shè)在系統(tǒng)中,達到解決問題的目的。首先,本文詳細分析了異步發(fā)電機的工作特性,在此基礎(chǔ)上建立了基于異步電機的風(fēng)電場數(shù)學(xué)模型。在Matlab/Simulink中搭建了相應(yīng)的風(fēng)電場仿真模型,模擬了風(fēng)電場在風(fēng)速不斷變化的情況下的功率波動,以及在無任何補償措施的情況下,風(fēng)電場在發(fā)生故障時各個運行參數(shù)的變化情況,突出本課題的研究意義。其次,本文分別給出了SVC和SSSC的結(jié)構(gòu)和工作原理,分別建立了相應(yīng)的數(shù)學(xué)模型,結(jié)合數(shù)學(xué)模型對兩者的工作特性進行了具體分析,并且通過仿真進行了驗證。本文應(yīng)用SVC在系統(tǒng)發(fā)生故障時提供無功功率支撐,抬高機端電壓,故障消除后為系統(tǒng)提供無功功率,恢復(fù)機端電壓,保持系統(tǒng)運行的穩(wěn)定;應(yīng)用SSSC在故障發(fā)生時減小短路電流,降低故障期間母線電壓下降的程度,維持系統(tǒng)電壓穩(wěn)定。最后,本文將SVC和SSSC聯(lián)合應(yīng)用在異步風(fēng)力發(fā)電系統(tǒng)中,重點是對SVC和SSSC各自控制策略的設(shè)計和兩者聯(lián)合作用時聯(lián)系方式的建立。本文通過經(jīng)典的PI控制對SVC輸出的無功功率進行調(diào)節(jié),達到對系統(tǒng)進行快速的無功補償和連續(xù)的無功調(diào)節(jié),提高系統(tǒng)的電壓穩(wěn)定。對于SSSC的控制本文選擇雙閉環(huán)阻抗控制方式,這樣的方式精度更高,對于故障電流的限制效果更好。在實現(xiàn)對SVC和SSSC分別控制后通過設(shè)置相應(yīng)的信號將兩者統(tǒng)一起來,實現(xiàn)兩者的聯(lián)合作用,設(shè)計了相應(yīng)的控制策略。在Matlab/Simulink中搭建了含SVC和SSSC的風(fēng)電場仿真模型,驗證了所提出策略的有效性。結(jié)果表明:SVC能夠連續(xù)平滑的對系統(tǒng)提供無功補償,維持系統(tǒng)的暫態(tài)穩(wěn)定;當(dāng)發(fā)生嚴重短路故障時,SVC和SSSC聯(lián)合,能夠有效地減小故障電流,恢復(fù)機端電壓;SVC和SSSC的共同作用能解決風(fēng)電場的暫態(tài)電壓穩(wěn)定問題。
【關(guān)鍵詞】：風(fēng)電場 靜止無功補償器 靜止同步串聯(lián)補償器 暫態(tài)電壓穩(wěn)定性 限制故障電流
【學(xué)位授予單位】：東北電力大學(xué)
【學(xué)位級別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2016
【分類號】：TM614;TM712
【目錄】：

• 摘要4-5
• Abstract5-9
• 第1章 緒論9-17
• 1.1 課題研究的背景及意義9-10
• 1.2 FACTS技術(shù)的發(fā)展概況10-11
• 1.3 FACTS器件應(yīng)用在風(fēng)電系統(tǒng)的研究現(xiàn)狀11-16
• 1.3.1 靜止無功補償器(SVC)的研究現(xiàn)狀12-14
• 1.3.2 靜止同步串聯(lián)補償器(SSSC)的研究現(xiàn)狀14-16
• 1.4 本文研究的主要內(nèi)容16-17
• 第2章 基于異步電機的風(fēng)電場的電壓穩(wěn)定性分析17-25
• 2.1 引言17
• 2.2 異步電機的數(shù)學(xué)模型17-19
• 2.3 恒速異步電機的電壓穩(wěn)定性19-21
• 2.4 風(fēng)電場中低電壓穿越能力標準及提高措施21-22
• 2.5 仿真分析22-23
• 2.6 本章小結(jié)23-25
• 第3章 靜止無功補償器和靜止同步串聯(lián)補償器的特性分析25-31
• 3.1 引言25
• 3.2 SVC的基本結(jié)構(gòu)和工作原理25-27
• 3.2.1 SVC的基本結(jié)構(gòu)25-26
• 3.2.2 SVC的工作原理26-27
• 3.3 SSSC的基本結(jié)構(gòu)和工作原理27-30
• 3.3.1 SSSC的基本結(jié)構(gòu)27-29
• 3.3.2 SSSC的基本工作原理29
• 3.3.3 SSSC限制短路電流的原理29-30
• 3.4 本章小結(jié)30-31
• 第4章 SVC和SSSC聯(lián)合提高異步機風(fēng)電場的暫態(tài)電壓穩(wěn)定性的研究31-47
• 4.1 引言31
• 4.2 SVC控制器的設(shè)計31-34
• 4.2.1 SVC的控制策略31-33
• 4.2.2 SVC的觸發(fā)模塊33-34
• 4.3 SSSC控制器的設(shè)計34-39
• 4.3.1 SSSC的數(shù)學(xué)模型34-36
• 4.3.2 SSSC的控制策略36-39
• 4.4 SVC和SSSC聯(lián)合提高風(fēng)電場暫態(tài)電壓穩(wěn)定性的分析39-42
• 4.4.1 含SVC和SSSC的風(fēng)電系統(tǒng)模型39-40
• 4.4.2 SVC和SSSC聯(lián)合控制策略40-42
• 4.5 仿真分析42-46
• 4.5.1 仿真模型的建立42
• 4.5.2 在SVC和SSSC聯(lián)合作用下短路故障時的仿真分析42-46
• 4.6 本章小結(jié)46-47
• 結(jié)論47-48
• 參考文獻48-52
• 攻讀學(xué)位期間取得的研究成果及發(fā)表的學(xué)術(shù)論文52-53
• 致謝53-55

【參考文獻】

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本文編號：901868