本文關(guān)鍵詞：含風電場VSC-MTDC系統(tǒng)的功率協(xié)調(diào)控制策略研究

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【摘要】：隨著綠色可再生能源在現(xiàn)代電力系統(tǒng)中滲透率的不斷提高,它給現(xiàn)代電網(wǎng)帶來諸多優(yōu)勢的同時也對其運行的安全性和穩(wěn)定性提出了挑戰(zhàn)。由于我國大規(guī)�？稍偕茉刺貏e是風力發(fā)電一般處在內(nèi)陸西北地區(qū),然而電力消耗大戶處在東部與東南沿海地區(qū),實現(xiàn)大容量的西電東送和南北互補的全國互聯(lián)電網(wǎng)的發(fā)展戰(zhàn)略是我國目前能源分布的客觀要求,我國輸電的主要發(fā)展方向為基于電壓源換流站的多端直流輸電(Multi-Terminal Direct Current based on Voltage Source Converter,VSC-MTDC)。本文主要針對含風電場的VSC-MTDC系統(tǒng),對系統(tǒng)的功率協(xié)調(diào)控制策略進行深入探討。建立了VSC-MTDC與雙饋風電機組的數(shù)學模型,在此基礎(chǔ)上,分別設計了有源系統(tǒng)端VSC的電壓下垂控制策略和無源系統(tǒng)端VSC的定交流電壓控制策略。建立了一個含風電場與3機9節(jié)點電網(wǎng)的VSC-MTDC系統(tǒng),通過PSCAD/EMTDC仿真,分析了接入3機9節(jié)點電網(wǎng)時VSC-MTDC系統(tǒng)的動態(tài)特性,為風電場VSC-MTDC系統(tǒng)的功率協(xié)調(diào)控制策略研究奠定了基礎(chǔ)。分析了VSC-MTDC系統(tǒng)常用的單一主站型、多重主站型及復合主站型控制策略的優(yōu)缺點,提出了適用于VSC-MTDC系統(tǒng)的改進復合主站型控制策略。電壓復合主站采用下垂系數(shù)可變的電壓下垂控制,系統(tǒng)功率波動小時選擇合適的下垂系數(shù),令其補償系統(tǒng)功率波動的同時保證直流電壓質(zhì)量;功率波動大時,令其專注于控制系統(tǒng)的直流電壓,系統(tǒng)的功率波動由其余功率復合主站共同補償;當電壓復合主站退出運行時,功率復合主站的控制方式自動切換至直流電壓控制模式,保證系統(tǒng)的電壓質(zhì)量。提出了一種風電機組參與功率調(diào)節(jié)時,VSC-MTDC系統(tǒng)的功率協(xié)調(diào)控制策略。分別設計了風電機組參與功率調(diào)節(jié)時,風電場側(cè)換流站的頻率輔助控制和風電機組的控制。本文中將VSC-MTDC系統(tǒng)運行分三種模式。模式I:系統(tǒng)的功率波動全部由功率復合主站補償;模式II:系統(tǒng)的功率波動由功率復合主站和電壓復合主站共同補償;模式III:系統(tǒng)的功率波動超出了功率復合主站和電壓復合主站的功率調(diào)節(jié)范圍,需要風電場參與調(diào)節(jié)。最后,進行了相應的協(xié)調(diào)控制系統(tǒng)設計,通過仿真驗證了所設計的協(xié)調(diào)控制策略的有效性。
【關(guān)鍵詞】：多端柔性直流輸電 風電場 協(xié)調(diào)控制 改進復合主站控制 頻率輔助控制
【學位授予單位】：哈爾濱工業(yè)大學
【學位級別】：碩士
【學位授予年份】：2015
【分類號】：TM614;TM721.1
【目錄】：

• 摘要4-5
• ABSTRACT5-9
• 第1章 緒論9-19
• 1.1 課題背景及研究的目的與意義9-10
• 1.2 VSC-HVDC輸電的技術(shù)優(yōu)勢10-11
• 1.3 VSC-MTDC系統(tǒng)的拓撲結(jié)構(gòu)與控制11-14
• 1.4 國內(nèi)外研究動態(tài)14-17
• 1.4.1 風電場經(jīng)VSC-HVDC并網(wǎng)的研究現(xiàn)狀14-15
• 1.4.2 VSC-MTDC系統(tǒng)的協(xié)調(diào)控制研究現(xiàn)狀15-16
• 1.4.3 風電場與VSC-MTDC系統(tǒng)的協(xié)調(diào)控制研究現(xiàn)狀16-17
• 1.5 本文的主要研究工作17-19
• 第2章 含風電場的VSC-MTDC系統(tǒng)建模及特性仿真19-35
• 2.1 引言19
• 2.2 風電場與VSC-MTDC系統(tǒng)的建模及控制19-26
• 2.2.1 雙饋風力發(fā)電機組的建模與基本控制19-23
• 2.2.2 VSC-MTDC系統(tǒng)的建模與VSC的基本控制23-26
• 2.3 含風電場與多機交流電網(wǎng)的VSC-MTDC系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)與參數(shù)26-30
• 2.4 含風電場與多機交流電網(wǎng)的VSC-MTDC系統(tǒng)特性30-34
• 2.4.1 VSC交流側(cè)三相短路時的系統(tǒng)特性30-32
• 2.4.2 VSC退出運行時的系統(tǒng)特性32-33
• 2.4.3 功率階躍擾動時的系統(tǒng)特性33-34
• 2.5 本章小結(jié)34-35
• 第3章VSC-MTDC系統(tǒng)的協(xié)調(diào)控制策略35-51
• 3.1 引言35
• 3.2 VSC-MTDC系統(tǒng)常用控制策略的比較35-38
• 3.3 改進復合主站型控制策略38-42
• 3.3.1 改進復合主站控制原理39-40
• 3.3.2 改進復合主站本地控制器的設計40-42
• 3.3.3 改進復合主站上層控制器的設計42
• 3.4 算例仿真42-50
• 3.4.1 風電場風速變化時的系統(tǒng)控制性能仿真43-45
• 3.4.2 系統(tǒng)功率頻繁擾動時的系統(tǒng)控制性能仿真45-47
• 3.4.3 電壓復合主站退出運行時的系統(tǒng)控制性能仿真47-49
• 3.4.4 通訊系統(tǒng)故障時的系統(tǒng)控制性能仿真49-50
• 3.5 本章小結(jié)50-51
• 第4章 風電場與VSC-MTDC系統(tǒng)的協(xié)調(diào)控制策略51-63
• 4.1 引言51
• 4.2 風電機組參與VSC-MTDC系統(tǒng)功率調(diào)節(jié)時的控制51-54
• 4.2.1 風電場側(cè)VSC的控制51-53
• 4.2.2 風電機組的控制53-54
• 4.3 風電場接入VSC-MTDC的運行模式與協(xié)調(diào)控制54-57
• 4.3.1 風電場接入時VSC-MTDC的運行模式55-56
• 4.3.2 風電場接入時VSC-MTDC的協(xié)調(diào)控制56-57
• 4.4 算例仿真57-62
• 4.4.1 風電場VSC-MTDC系統(tǒng)運行在模式I的協(xié)調(diào)控制仿真57-59
• 4.4.2 風電場VSC-MTDC系統(tǒng)運行在模式II的協(xié)調(diào)控制仿真59-60
• 4.4.3 風電場VSC-MTDC系統(tǒng)運行在模式III的協(xié)調(diào)控制仿真60-62
• 4.5 本章小結(jié)62-63
• 結(jié)論63-64
• 參考文獻64-68
• 攻讀碩士學位期間發(fā)表的論文68-70
• 致謝70

【參考文獻】

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3 唐庚;徐政;劉f;顧益磊;陸羿;裘鵬;;適用于多端柔性直流輸電系統(tǒng)的新型直流電壓控制策略[J];電力系統(tǒng)自動化;2013年15期

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本文編號：953529