【摘要】：隨著電力系統(tǒng)中風(fēng)電穿透率的不斷增大，風(fēng)電機組對電網(wǎng)的影響日趨顯著，同時電網(wǎng)對并網(wǎng)運行的風(fēng)電機組提出了越來越高的要求。由于風(fēng)能的間歇性、波動性和隨機性，導(dǎo)致風(fēng)電機組在電網(wǎng)中有功出力往往存在波動，對電網(wǎng)頻率維持穩(wěn)定有一定負面作用。目前，世界各風(fēng)電大國均對電網(wǎng)頻率偏離額定頻率時的風(fēng)電機組運行能力提出了要求，一方面，，要求風(fēng)電機組在電網(wǎng)頻率波動時能夠盡可能得保持自身穩(wěn)定運行；另一方面，希望風(fēng)電機組能夠像傳統(tǒng)發(fā)電機組一樣向系統(tǒng)提供調(diào)頻功率輔助電網(wǎng)進行頻率調(diào)節(jié)。因此，本文從保證風(fēng)電機組在各工況下為電網(wǎng)貢獻穩(wěn)定的輔助調(diào)頻能力且提高風(fēng)電接入系統(tǒng)電能質(zhì)量的角度出發(fā)，研究了含飛輪儲能單元的永磁直驅(qū)風(fēng)電系統(tǒng)參與頻率調(diào)節(jié)控制策略。研究內(nèi)容對提高大規(guī)模風(fēng)電并網(wǎng)之后的電網(wǎng)頻率穩(wěn)定性和建設(shè)“電網(wǎng)友好型”風(fēng)電場有一定意義。 本文以目前得到廣泛應(yīng)用的永磁直驅(qū)風(fēng)力發(fā)電系統(tǒng)為研究對象，在掌握了永磁直驅(qū)風(fēng)電機組工作原理和基本控制策略的基礎(chǔ)上，開展了以下工作： ①建立了含飛輪儲能單元永磁直驅(qū)風(fēng)力發(fā)電系統(tǒng)的完整模型。提出了電網(wǎng)頻率無波動時電機側(cè)變換器、電網(wǎng)側(cè)變換器及飛輪側(cè)變換器3變換器的穩(wěn)態(tài)運行控制策略，通過仿真計算驗證了控制策略的正確性和可行性。為進一步研究電網(wǎng)頻率波動時含飛輪儲能單元的永磁直驅(qū)風(fēng)力發(fā)電系統(tǒng)運行與控制策略奠定了基礎(chǔ)。 ②分析并建立了含飛輪儲能單元的永磁直驅(qū)風(fēng)力發(fā)電系統(tǒng)頻率調(diào)節(jié)模型，基于提高電力系統(tǒng)等效慣量和阻尼增強電網(wǎng)頻率穩(wěn)定性和保證全工況下系統(tǒng)穩(wěn)定調(diào)頻能力的角度考慮，提出了基于傳統(tǒng)比例微分控制的含飛輪儲能單元永磁直驅(qū)風(fēng)力發(fā)電系統(tǒng)頻率調(diào)節(jié)控制策略，建立了包含永磁同步風(fēng)力發(fā)電機、同步發(fā)電機和飛輪儲能單元的微電網(wǎng)仿真系統(tǒng)以論證所提控制策略，根據(jù)造成含風(fēng)電電力網(wǎng)絡(luò)頻率波動的可能原因設(shè)計了相應(yīng)全工況仿真系統(tǒng)。仿真計算結(jié)果表明：應(yīng)用該控制策略的風(fēng)力發(fā)電系統(tǒng)可在全工況下保證風(fēng)能利用率的同時，為電網(wǎng)提供穩(wěn)定的頻率調(diào)節(jié)能力，有效增強含風(fēng)電電力系統(tǒng)頻率穩(wěn)定性。 ③定性分析了系統(tǒng)等效慣量和阻尼的大小對電網(wǎng)頻率處于波動發(fā)生階段和波動恢復(fù)階段的影響，從減小電網(wǎng)頻率波動幅值、加快電網(wǎng)頻率恢復(fù)速度以及提高電網(wǎng)頻率恢復(fù)精度的角度考慮，提出采用模糊比例微分控制器以達到根據(jù)電網(wǎng)頻率狀態(tài)動態(tài)調(diào)節(jié)系統(tǒng)等效慣量和阻尼的方法。為驗證所設(shè)計的模糊比例微分控制器對系統(tǒng)穩(wěn)定性的影響，建立了考慮電網(wǎng)頻率變化的含飛輪儲能單元永磁直驅(qū)風(fēng)力發(fā)電系統(tǒng)小干擾穩(wěn)定性模型，分析不同模糊控制器輸出變量論域?qū)ο到y(tǒng)穩(wěn)定性的影響，計算表明在所提模糊控制器輸出論域范圍內(nèi)系統(tǒng)穩(wěn)定性良好。仿真計算結(jié)果驗證了所提基于模糊比例微分控制的含飛輪儲能單元永磁直驅(qū)風(fēng)電機組頻率調(diào)節(jié)控制策略的有效性和適應(yīng)性。
[Abstract]:......
【學(xué)位授予單位】：重慶大學(xué)
【學(xué)位級別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2014
【分類號】：TM614

【參考文獻】

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本文編號：2338399