本文關(guān)鍵詞：考慮尾流效應(yīng)的海上風電場建模及無功電壓分布特性分析

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【摘要】：風力作為可再生的綠色能源,對其的開發(fā)利用具有十分重要的意義。其中,海上風力資源龐大,海上風電作為目前風電發(fā)展的新方向,在我國備受關(guān)注。但海上風電的環(huán)境條件與陸上風電不同,因此以往基于陸上風電的相關(guān)結(jié)論不可直接應(yīng)用于海上風電場。自然界風速固有的間歇性、隨機性、風機間的尾流效應(yīng)以及海底電纜的使用使得風電并網(wǎng)后電網(wǎng)的有功無功潮流分布、電壓特性等都受到了較大的影響。由于海上風電場的裝機容量較大,大多以大容量風電場的形式出現(xiàn),會加劇對電網(wǎng)的影響。因此,有必要針對海上風電場電壓分布特性展開深入研究。本文首先對變速恒頻雙饋風電機組的結(jié)構(gòu)組成進行介紹,再從風力機、發(fā)電機及變槳距系統(tǒng)協(xié)調(diào)控制方面闡述了最大風能追蹤原理,分析了雙饋發(fā)電機的變速恒頻發(fā)電原理,進一步研究了變速恒頻雙饋風電機組的有功無功解耦控制。其次,運用軟件DIgSILENT/PowerFactory對風電機組進行建模并驗證模型正確性。在此基礎(chǔ)上搭建海上風電場模型,根據(jù)海上尾流效應(yīng)建立風速模型并采用理論分析與仿真實驗相結(jié)合的方法,在主導風向開展上游風力機對下游風力機影響的研究,并通過仿真驗證模型正確性與尾流效應(yīng)對風電場出力的影響。最后,分析海底電纜的充電功率導致的工頻過電壓對線路電壓的影響,對比不同集電系統(tǒng)對海上風電場內(nèi)電壓特性的影響,并以江蘇一個規(guī)劃在建海上風電場為研究對象,仿真分析了海上風電場無功電壓的分布特性,研究了海上風電場并網(wǎng)無功電壓的影響。
【關(guān)鍵詞】：雙饋風電機組 海上風電場 尾流效應(yīng) 電壓特性
【學位授予單位】：南京師范大學
【學位級別】：碩士
【學位授予年份】：2015
【分類號】：TM614
【目錄】：

• 摘要3-4
• Abstract4-8
• 第1章 緒論8-17
• 1.1 課題研究背景8-11
• 1.2 海上風力發(fā)電特點11-12
• 1.3 國內(nèi)外研究發(fā)展現(xiàn)狀12-16
• 1.4 本文主要研究內(nèi)容16-17
• 第2章 變速恒頻雙饋風電機組基本理論17-28
• 2.1 引言17
• 2.2 變速恒頻雙饋感應(yīng)發(fā)電機結(jié)構(gòu)17-18
• 2.3 風力機的基本理論18-21
• 2.3.1 空氣動力模型18-19
• 2.3.2 變槳距系統(tǒng)19
• 2.3.3 最大風能追蹤19-21
• 2.4 變速恒頻雙饋感應(yīng)發(fā)電機運行原理21-23
• 2.5 基于磁場定向矢量控制的P、Q解耦控制23-27
• 2.5.1 變速恒頻雙饋電機的數(shù)學模型23-24
• 2.5.2 基于磁場定向矢量的同步旋轉(zhuǎn)坐標功率解耦控制24-27
• 2.6 本章小結(jié)27-28
• 第3章 基于尾流效應(yīng)的變速恒頻雙饋風電機組仿真建模28-46
• 3.1 引言28
• 3.2 變速恒頻雙饋風電機組并網(wǎng)建模28-36
• 3.2.1 含單臺風電機組的電網(wǎng)模型28-29
• 3.2.2 雙饋風電機組風力機模塊建模29-32
• 3.2.3 雙饋風電機組轉(zhuǎn)子側(cè)模塊建模32-34
• 3.2.4 雙饋風電機組電網(wǎng)側(cè)模塊建模34-36
• 3.2.5 雙饋風電機組保護模塊建模36
• 3.3 計及尾流效應(yīng)的風速數(shù)學模型36-41
• 3.3.1 基礎(chǔ)尾流模型37
• 3.3.2 Jensen模型37-38
• 3.3.3 Lissaman模型38-40
• 3.3.4 帶部分遮擋的多重尾流效應(yīng)模型40-41
• 3.4 算例分析41-45
• 3.4.1 含風電機組單機無窮大電網(wǎng)模型算例41-43
• 3.4.2 考慮尾流效應(yīng)的風速模型算例43-45
• 3.5 本章小結(jié)45-46
• 第4章 海上風電場的無功電壓分布特性分析46-64
• 4.1 引言46
• 4.2 海上風電場的集電系統(tǒng)46-51
• 4.2.1 海底電纜特性分析46-48
• 4.2.2 風電場集電系統(tǒng)結(jié)構(gòu)對比分析48-51
• 4.3 海上風電場電壓分布模型51-52
• 4.4 仿真算例分析52-63
• 4.4.1 仿真背景52-53
• 4.4.2 海上風電場并網(wǎng)點無功潮流分布特性53-57
• 4.4.3 海上風電場無功電壓特性分析57-62
• 4.4.4 按不同功率因數(shù)控制時的電壓對比62-63
• 4.5 本章小結(jié)63-64
• 第5章 總結(jié)與展望64-65
• 5.1 本文工作總結(jié)64
• 5.2 未來與展望64-65
• 參考文獻65-68
• 致謝68

【參考文獻】

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1 徐乾耀;康重慶;張寧;樊揚;朱浩駿;;海上風電出力特性及其消納問題探討[J];電力系統(tǒng)自動化;2011年22期

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本文編號：732118