大规模风电基地直流送出功率调制策略研究

发布时间：2017-10-18 09:47

  本文关键词：大规模风电基地直流送出功率调制策略研究

  更多相关文章： 大规模风电 高压直流输电 直流调制 自律分散 小信号

【摘要】：当前环境问题严峻,能源可持续发展受到持续关注,充分利用我国西北地区丰富的风能资源成为迫切需求。我国西北地区已经建立了多个大规模风电场,如哈密、酒泉等地区都建立了集中式的风电基地。由于风电出力的波动性、随机性和西北地区电力系统相对薄弱的特点,采用风火打捆直流外送的方式对提高风电利用率十分重要。高压直流输电适用于需要远距离大规模电力输送、于本地负荷需求少的能源中心。因为送端电网相对较弱且存在运行检修或故障的情况,造成送端系统容易形成孤岛模式运行。本文主要研究在风火孤岛运行模式下,通过功率调制减少风电随机波动引起的功率不平衡,达到维持系统频率稳定、提高大规模风电接入的稳定性的目的。在对大规模风火直流外送系统进行频率分析的基础上,提出了基于频率偏差的自律分散协调控制策略。为验证控制策略的有效性,使用PSCAD/EMTDC仿真软件构建大规模风火直流外送系统的电磁暂态模型,验证了控制策略在正常运行模式和孤岛运行模式的有效性。针对采用协调控制策略的风火孤岛运行模式建立小信号稳定性分析模型,并与电磁暂态模型对比,验证了小信号模型的有效性。最后,求解根轨迹讨论控制参数的范围。
【关键词】：大规模风电 高压直流输电 直流调制 自律分散 小信号
【学位授予单位】：华北电力大学(北京)
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2016
【分类号】：TM614
【目录】：

• 摘要5-6
• Abstract6-9
• 第1章 绪论9-12
• 1.1 规模化风电直流送出的背景9
• 1.2 大规模风火孤岛直流外送的研究背景和意义9-11
• 1.3 论文主要研究工作11-12
• 第2章 大规模风火直流外送系统模型及频率特性12-29
• 2.1 直流系统基本模型与频率特性12-19
• 2.1.1 LCC-HVDC直流输电系统12-13
• 2.1.2 整流站和逆变站的基本控制13-14
• 2.1.3 直流系统频率特性14-19
• 2.2 风电场模型与频率特性19-26
• 2.2.1 风电场的集总建模19-20
• 2.2.2 双馈风机的矢量控制20-23
• 2.2.3 双馈异步风电机组的频率特性分析23-24
• 2.2.4 模拟DFIG的仿真模型24-26
• 2.3 火电机组模型与频率特性26-28
• 2.3.1 原动机的数学模型26-27
• 2.3.2 调速器的数学模型27
• 2.3.3 火电机组频率特性27-28
• 2.4 本章小结28-29
• 第3章 风火孤岛直流外送调制策略29-41
• 3.1 自律分散控制的基本思路29-30
• 3.2 应用于风火孤岛送出的自律分散控制30-32
• 3.3 风电频谱特性32-33
• 3.4 基于自律分散的控制策略33-36
• 3.4.1 直流系统控制策略33-34
• 3.4.2 火电机组调速器控制34
• 3.4.3 系统的复合调节特性34-36
• 3.5 仿真验证36-40
• 3.5.1 大规模风火直流外送调制策略仿真37-38
• 3.5.2 风火孤岛控制策略仿真38-40
• 3.6 本章小结40-41
• 第4章 风火孤岛直流外送小信号模型41-63
• 4.1 风火孤岛动态系统稳定性问题41-45
• 4.1.1 小信号稳定分析的数学模型41-44
• 4.1.2 小信号稳定分析方法44-45
• 4.1.3 小信号稳定性问题的特性45
• 4.2 发电机小信号模型45-52
• 4.2.1 大规模系统研究的简化46
• 4.2.2 发电机数学模型46-48
• 4.2.3 发电机系统状态矩阵48-52
• 4.3 直流系统小信号模型52-58
• 4.3.1 换流器模型53-55
• 4.3.2 直流传输系统状态方程55-56
• 4.3.3 HVDC控制器状态方程56-58
• 4.3.5 HVDC系统状态空间方程58
• 4.4 风电等效模型状态方程58-59
• 4.4.1 风电场系统等效数学模型58-59
• 4.5 风火孤岛直流送出小信号模型59-60
• 4.5.1 统一坐标系59-60
• 4.5.2 风火孤岛直流送出系统状态空间方程60
• 4.6 仿真分析和参数控制60-62
• 4.7 本章小结62-63
• 第5章 结论与展望63-64
• 参考文献64-67
• 攻读硕士学位期间发表的论文及其它成果67-68
• 致谢68

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本文编号：1054206