【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(jī)組對(duì)電網(wǎng)的影響日趨顯著，同時(shí)電網(wǎng)對(duì)并網(wǎng)運(yùn)行的風(fēng)電機(jī)組提出了越來(lái)越高的要求。由于風(fēng)能的間歇性、波動(dòng)性和隨機(jī)性，導(dǎo)致風(fēng)電機(jī)組在電網(wǎng)中有功出力往往存在波動(dòng)，對(duì)電網(wǎng)頻率維持穩(wěn)定有一定負(fù)面作用。目前，世界各風(fēng)電大國(guó)均對(duì)電網(wǎng)頻率偏離額定頻率時(shí)的風(fēng)電機(jī)組運(yùn)行能力提出了要求，一方面，，要求風(fēng)電機(jī)組在電網(wǎng)頻率波動(dòng)時(shí)能夠盡可能得保持自身穩(wěn)定運(yùn)行；另一方面，希望風(fēng)電機(jī)組能夠像傳統(tǒng)發(fā)電機(jī)組一樣向系統(tǒng)提供調(diào)頻功率輔助電網(wǎng)進(jìn)行頻率調(diào)節(jié)。因此，本文從保證風(fēng)電機(jī)組在各工況下為電網(wǎng)貢獻(xiàn)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(chǔ)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?jī)?nèi)容對(duì)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(chǎng)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(duì)象，在掌握了永磁直驅(qū)風(fēng)電機(jī)組工作原理和基本控制策略的基礎(chǔ)上，開(kāi)展了以下工作： ①建立了含飛輪儲(chǔ)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(wú)波動(dòng)時(shí)電機(jī)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(yùn)行控制策略，通過(guò)仿真計(jì)算驗(yàn)證了控制策略的正確性和可行性。為進(jìn)一步研究電網(wǎng)頻率波動(dòng)時(shí)含飛輪儲(chǔ)能單元的永磁直驅(qū)風(fēng)力發(fā)電系統(tǒng)運(yùn)行與控制策略奠定了基礎(chǔ)。 ②分析并建立了含飛輪儲(chǔ)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(qiáng)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(chǔ)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(jī)、同步發(fā)電機(jī)和飛輪儲(chǔ)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(dòng)的可能原因設(shè)計(jì)了相應(yīng)全工況仿真系統(tǒng)。仿真計(jì)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(shí)，為電網(wǎng)提供穩(wěn)定的頻率調(diào)節(jié)能力，有效增強(qiáng)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(duì)電網(wǎng)頻率處于波動(dòng)發(fā)生階段和波動(dòng)恢復(fù)階段的影響，從減小電網(wǎng)頻率波動(dòng)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(dá)到根據(jù)電網(wǎng)頻率狀態(tài)動(dòng)態(tài)調(diào)節(jié)系統(tǒng)等效慣量和阻尼的方法。為驗(yàn)證所設(shè)計(jì)的模糊比例微分控制器對(duì)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(chǔ)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(jì)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(jì)算結(jié)果驗(yàn)證了所提基于模糊比例微分控制的含飛輪儲(chǔ)能單元永磁直驅(qū)風(fēng)電機(jī)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(jí)別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2014
【分類號(hào)】：TM614

【參考文獻(xiàn)】

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本文編號(hào)：2338399