基于STATCOM的风电场低电压穿越特性研究

发布时间：2017-11-11 16:21

  本文关键词：基于STATCOM的风电场低电压穿越特性研究

  更多相关文章： 低电压穿越 无功补偿 控制策略 双馈风机 仿真分析

【摘要】：大规模的风机实现并网发电时,使得风电场对电网的影响越来越大,由此对电网的安全与稳定运行带来不可忽视的影响。当接入风电场的系统发生故障,造成系统电压下降时,接入的风电场不仅要有不脱离系统连续运行一段时间的能力,而且要在故障消除后能尽快恢复到正常运行状态,即要求风电机组具有一定的低电压穿越能力。为满足电压跌落时期系统对无功的需求,通常是在风电场出口低压母线处安装无功补偿装置。本文提出在风电场出口低压母线处安装无功补偿装置STATCOM,研究其对系统的无功补偿作用。本文主要研究内容如下：首先对目前使用较为广泛的双馈风机低电压穿越存在的问题进行了系统的研究。然后对无功补偿装置对风机乃至整个系统的重要性进行了分析,对双馈风机的运行特性进行了分析,研究了双馈风力发电机和系统的数学模型,以此为基础,通过建模仿真研究了双馈风机在变风速情况下系统发生不同电压跌落时风机和系统的暂态特性,并和双馈风机在正常运行情况下风机和系统的暂态特性进行比对分析,得到双馈风机在无任何保护措施情况下自身具备一定的低电压穿越能力。研究了STATCOM的电流直接、间接控制的控制策略和电压定向的直接功率控制策略,并对直接功率控制策略进行了建模仿真分析,研究了该控制策略对系统的控制性能,说明了该控制策略的有效性和正确性。对采用双闭环控制策略的STATCOM进行仿真研究,对试验结果进行了相关的分析,得到该控制策略能够补偿系统所缺无功,有效提高功率因数,改善电能质量的结论。研究了STATCOM针对具体容量风电场的无功容量配置,并对不同容量的STATCOM对系统的无功补偿作用进行仿真研究,确定其最佳容量。在Matlab/Simulink中建立了双馈异步型风机的风电场和STATCOM的仿真模型,对采用STATCOM前后系统发生不同程度电压跌落情况下装置投入与否对系统的的影响进行研究,并对仿真结果进行了详细的分析,结果验证了STATCOM容量配置的正确性,并证明能够帮助风机及整个系统在发生电压跌落时维持电压的稳定性,加装STATCOM后风电场低电压穿越能力有一定的提升。
【学位授予单位】：昆明理工大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2016
【分类号】：TM614

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本文编号：1172159