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300MW双馈风电场STATCOM装置容量配置的研究

发布时间:2018-10-09 11:58
【摘要】:由于大规模风力发电系统的规划与建设,风电场的并网对电网的影响越来越严重,其中包括风电场并网点电压稳定问题。在实际工程建设中,对于双馈风电场无功补偿装置容量的配置,做到既能符合双馈风电场并网要求又能兼顾经济性尤为必要。本文将STATCOM和DFIG作为研究对象,对两者的运行原理、数学模型、控制策略进行了详细的研究分析工作。在MATLAB/Simulink仿真环境下依据所提出的数学模型搭建了含STATCOM装置的双馈风电场模型,建立了采用定子磁链定向矢量控制的转子侧换流器控制模型、采用电网电压定向矢量控制的网侧换流器控制模型、桨距角控制模型以及包含电压控制和无功功率控制的STATCOM控制器模型,在此基础上,分别对DFIG和STATCOM装置进行了并网仿真分析,验证了模型的正确性。论文提出一种方法来确定双馈风电场STATCOM装置的容量,该方法需先估算双馈风电场的无功损耗,其次依据双馈风电场参数进行等效建模,对其稳态运行数据进行简化的潮流计算,由此确定STATCOM装置的配置容量。在此基础上进一步探讨了影响双馈风电场STATCOM装置容量配置的其他因素,其中包括风电场出力情况、电网电压跌落情况、输电线路长度,以及配置不同容量的STATCOM装置时输出无功的变化情况。结果表明:随着风电场出力增加风电场对无功的需求增加,在一定程度内电网电压跌落程度与维持PCC点电压稳定所需的无功功率呈线性关系,系统对无功的需求随输电线路长度的增加而增加且增势会逐渐变缓,在电网电气特性固定的情况下随STATCOM装置所配置的容量的增加其输出的无功功率会近似达到饱和。本文主要提出了一种方法用于确定STATCOM装置的容量,并通过与实际300MW双馈风电场所配置的容量进行了对比,验证了所提方法的正确性。本文进一步探究了影响双馈风电场STATCOM装置容量配置的其他因素,为无功补偿容量的配置提供了依据,也为提高双馈风电场无功补偿方案的经济性提供了指导。
[Abstract]:Due to the planning and construction of large-scale wind power system, the influence of grid connection of wind farm is more and more serious, including the problem of voltage stability of wind farm and network. In actual engineering construction, it is necessary for the configuration of reactive power compensator capacity of doubly-fed wind farm to meet the requirements of doubly-fed wind farm and to give consideration to economy. In this paper, STATCOM and DFIG are taken as the research objects, and the operation principle, mathematical model and control strategy of both are studied and analyzed in detail. Based on the mathematical model proposed in MATLAB/Simulink simulation environment, a doubly-fed wind farm model with STATCOM device is built, and a rotor side converter control model using stator flux linkage directional vector control is established. The grid-side converter control model, propeller pitch control model and STATCOM controller model including voltage control and reactive power control are adopted in this paper. On the basis of this, the grid-connected simulation analysis of DFIG and STATCOM devices is carried out, respectively. The correctness of the model is verified. This paper presents a method to determine the capacity of the STATCOM device in a doubly-fed wind farm. This method first estimates the reactive power loss of the doubly-fed wind farm, and then carries out a simplified power flow calculation based on the parameters of the doubly-fed wind farm. Thus, the configuration capacity of the STATCOM device is determined. On this basis, other factors affecting the capacity configuration of the STATCOM unit in a doubly-fed wind farm are further discussed, including wind farm output, grid voltage drop, transmission line length, And the variation of output reactive power when the STATCOM device with different capacity is configured. The results show that with the increase of wind farm output, the demand for reactive power of wind farm increases. To some extent, the voltage drop of power grid is linearly related to the reactive power required to maintain the voltage stability of PCC points. The demand for reactive power in the system increases with the length of transmission line and the increasing potential will slow down gradually. When the electrical characteristics of the power network are fixed, the output reactive power of the system will be approximately saturated with the increase of the configuration capacity of the STATCOM device. In this paper, a method is proposed to determine the capacity of the STATCOM device, and the correctness of the proposed method is verified by comparing it with the capacity of the actual 300MW doubly-fed wind farm. This paper further explores the other factors that affect the capacity configuration of the STATCOM unit in a doubly-fed wind farm, which provides a basis for the allocation of reactive power compensation capacity, and also provides guidance for improving the economy of the reactive power compensation scheme in a doubly-fed wind farm.
【学位授予单位】:昆明理工大学
【学位级别】:硕士
【学位授予年份】:2017
【分类号】:TM614;TM761.12

【参考文献】

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本文编号:2259253

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