發(fā)布時間：2017-10-12 11:13

  本文關鍵詞：用于風電并網(wǎng)的多端柔性直流輸電系統(tǒng)的控制策略研究

  更多相關文章： VSC-HVDC 直接電流控制 雙饋感應電機 風電場并網(wǎng) 優(yōu)化控制策略

【摘要】：大型陸上風電基地及遠海風電場分布分散,通常需將分散的風功率集中長距離、跨區(qū)域外送,柔性直流輸電技術(Voltage-Sourced Converter High Voltage Direct Current,VSC-HVDC)將是解決這一難題的理想方案。本論文重點討論了用于風電場聯(lián)網(wǎng)時VSC-HVDC系統(tǒng)的控制策略以及多個風電場與多個交流電網(wǎng)互聯(lián)時多端VSC-HVDC系統(tǒng)的直流電壓優(yōu)化控制策略。(1)分析了VSC-HVDC的穩(wěn)態(tài)特性并建立了數(shù)學模型,設計了VSC-HVDC系統(tǒng)的直接電流控制策略。在三相靜止坐標系下的基礎上,推導了dq同步旋轉(zhuǎn)坐標系下的VSC-HVDC系統(tǒng)數(shù)學模型;通過離散化時域數(shù)學模型并引入無差拍控制,分析了基于前饋補償解耦原理的內(nèi)環(huán)電流控制器和應用于不同形式下的外環(huán)功率控制器,從而設計了VSC-HVDC系統(tǒng)的控制策略—直接電流控制策略。(2)研究了用于雙饋風電場聯(lián)網(wǎng)時VSC-HVDC系統(tǒng)的控制策略。分析了雙饋風電機組的數(shù)學模型,并推導了其轉(zhuǎn)子側和網(wǎng)側換流器的矢量控制策略,設計了風場側VSC的大電壓源控制策略,該控制策略采用直接電流控制,實現(xiàn)換流站交流側電壓幅值、頻率和相位的定值控制,及風功率的自動匯集。(3)研究了用于風電場并網(wǎng)的多端VSC-HVDC系統(tǒng)直流電壓優(yōu)化控制策略。分析了主從控制、偏差控制和下垂控制策略的優(yōu)缺點,并結合3種控制策略的優(yōu)點,提出了適用于多端VSC-HVDC系統(tǒng)的多點直流電壓控制策略—直流電壓優(yōu)化控制策略。當系統(tǒng)潮流波動較小時,部分與有源系統(tǒng)相連的換流站參與潮流調(diào)節(jié),保持系統(tǒng)穩(wěn)定;當潮流突變且波動劇烈時,與有源系統(tǒng)相連的所有換流站共同參與潮流調(diào)節(jié),一起穩(wěn)定直流電壓,避免直流電壓的過大波動。最后,在Matlab/Simulink仿真平臺中針對直流電壓優(yōu)化控制策略的特性進行了仿真分析,仿真結果驗證了該策略的有效性。(4)搭建了多端VSC-HVDC實驗系統(tǒng)。通過實驗研究了多端VSC-HVDC系統(tǒng)聯(lián)立運行時的特性。對VSC-HVDC接入無源網(wǎng)絡時,能提供穩(wěn)定的有功支持。實驗結果表明,本文所設計的控制策略能夠?qū)崿F(xiàn)柔性直流輸電系統(tǒng)的穩(wěn)定運行。
【關鍵詞】：VSC-HVDC 直接電流控制 雙饋感應電機 風電場并網(wǎng) 優(yōu)化控制策略
【學位授予單位】：華北電力大學
【學位級別】：碩士
【學位授予年份】：2015
【分類號】：TM721.1
【目錄】：

• 摘要5-6
• Abstract6-11
• 第1章 緒論11-21
• 1.1 課題研究背景及研究意義11-12
• 1.2 VSC-HVDC的研究現(xiàn)狀分析12-15
• 1.2.1 VSC-HVDC的結構12-13
• 1.2.2 VSC-HVDC系統(tǒng)模型與控制策略研究13-14
• 1.2.3 多端VSC-HVDC系統(tǒng)的控制策略研究14-15
• 1.3 用于風電并網(wǎng)的VSC-HVDC研究現(xiàn)狀分析15-19
• 1.3.1 風力發(fā)電的研究現(xiàn)狀15-16
• 1.3.2 用于風電并網(wǎng)的VSC-HVDC系統(tǒng)控制策略16-17
• 1.3.3 用于風電并網(wǎng)的VSC-HVDC工程應用17-19
• 1.4 論文的主要工作19-21
• 第2章 VSC-HVDC的數(shù)學建模及穩(wěn)態(tài)控制21-33
• 2.1 引言21
• 2.2 VSC-HVDC的穩(wěn)態(tài)特性與數(shù)學模型21-27
• 2.2.1 VSC-HVDC的穩(wěn)態(tài)特性21-22
• 2.2.2 三相靜止坐標系下的VSC數(shù)學模型22-25
• 2.2.3 同步旋轉(zhuǎn)坐標系下的VSC數(shù)學模型25-27
• 2.3 VSC-HVDC系統(tǒng)的控制策略27-32
• 2.3.1 VSC-HVDC系統(tǒng)的內(nèi)環(huán)電流控制器27-28
• 2.3.2 VSC-HVDC系統(tǒng)的外環(huán)功率控制器28-32
• 2.4 本章小結32-33
• 第3章 用于風電并網(wǎng)的VSC-HVDC系統(tǒng)的控制策略33-40
• 3.1 引言33
• 3.2 雙饋風電機組的數(shù)學模型33-35
• 3.3 雙饋風電機組的控制策略35-37
• 3.3.1 RSC控制器的設計35-36
• 3.3.2 GSC控制器的設計36-37
• 3.4 用于風電并網(wǎng)時VSC-HVDC的控制策略37-39
• 3.4.1 風電場側換流站的控制策略37-39
• 3.4.2 電網(wǎng)側換流站的控制策略39
• 3.5 本章小結39-40
• 第4章 多端VSC-HVDC系統(tǒng)的直流電壓優(yōu)化策略40-56
• 4.1 引言40
• 4.2 多端VSC-HVDC系統(tǒng)的構成40-41
• 4.3 多端VSC-HVDC系統(tǒng)的基本控制策略41-46
• 4.3.1 直流電壓主從控制器41-43
• 4.3.2 直流電壓偏差控制器43-44
• 4.3.3 直流電壓下垂控制器44-46
• 4.4 多端VSC-HVDC系統(tǒng)的直流電壓優(yōu)化控制策略46-49
• 4.4.1 模式1下的優(yōu)化控制策略47
• 4.4.2 模式2下的優(yōu)化控制策略47-48
• 4.4.3 模式3下的優(yōu)化控制策略48-49
• 4.5 各換流站在不同模式下的控制模式49-50
• 4.6 仿真驗證50-54
• 4.6.1 小波動情況下多端VSC-HVDC系統(tǒng)的仿真50-52
• 4.6.2 大波動情況下多端VSC-HVDC系統(tǒng)的仿真52-54
• 4.7 本章小結54-56
• 第5章 多端VSC-HVDC系統(tǒng)的實驗研究56-64
• 5.1 引言56
• 5.2 多端VSC-HVDC實驗系統(tǒng)設計56-61
• 5.2.1 多端VSC-HVDC實驗系統(tǒng)主電路設計57-59
• 5.2.2 多端VSC-HVDC實驗系統(tǒng)的軟件結構59-61
• 5.3 實驗分析61-63
• 5.4 本章小結63-64
• 第6章 結論與展望64-66
• 6.1 結論64-65
• 6.2 展望65-66
• 參考文獻66-70
• 攻讀碩士學位期間發(fā)表的論文及其他成果70-71
• 致謝71

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本文編號：1018369