风力发电并网无功电压控制技术的研究

发布时间：2021-09-19 00:58

　　近年来,随着全球能源短缺和环境污染加重,大力开发与利用新能源势在必行,风能作为新能源的重要组成部分得到广泛应用。由于风能的随机性、间歇性及波动性导致并网点的电压会出现波动,影响电能质量及电网的稳定。本文以主流的双馈风机和静止无功补偿器为主要研究对象,对风力发电并网无功电压控制问题展开研究。为解决风机并网点的电压不稳问题,深入研究双馈风机的工作原理与控制策略,建立了三相静止坐标系和两相同步坐标系下的数学模型,进一步分析两相同步旋转坐标系下的dq轴分量对应的有功与无功控制特性,基于定子电压定向的网测变流器的矢量控制和基于定子磁链定向的转子侧变换器的控制,提出了改进的基于内模控制的PWM变流器的控制方法,该方法通过控制两相同步旋转坐标系中转子电流d轴分量进行有功调节,转子电流q轴分量进行无功调节,通过对双馈风电机组的有功无功解耦控制,实现并网点的电压稳定控制,应用Matlab仿真验证了改进后控制方法的有效性。针对风电场内部故障引起并网点电压不稳问题,在基于改进的内模控制的PWM变流器控制方法的基础上,讨论了双馈风电机组与静止无功补偿器的协调控制,建立了TCR+FC混合型静止无功补偿器的数学模... 

【文章来源】：辽宁工业大学辽宁省

【文章页数】：65 页

【学位级别】：硕士

【文章目录】：
摘要
Abstract
1 绪论
    1.1 研究的背景及意义
    1.2 国内外风力发电的发展现状及趋势
        1.2.1 世界风力发电的发展现状及趋势
        1.2.2 国内风力发电的发展现状及趋势
    1.3 风电并网无功电压控制的研究现状
        1.3.1 风电场无功补偿设计相关标准
        1.3.2 双馈发电机组控制
        1.3.3 风电场并网无功运行控制
    1.4 本论文研究的主要内容
2 双馈风机系统结构及数学建模
    2.1 DFIG发电系统结构及特点
        2.1.1 系统主要结构
        2.1.2 系统结构特点
    2.2 DFIG的数学模型
        2.2.1 DFIG在三相静止坐标系下的数学模型
        2.2.2 DFIG在同步dq坐标系下数学模型
    2.3 DFIG的等效电路及功率关系
        2.3.1 DFIG的等效电路
        2.3.2 DFIG的功率特性
    2.4 本章小结
3 双馈电机双PWM变流器控制
    3.1 双馈电机PWM变流器数学模型
        3.1.1 网测PWM变流器数学模型
        3.1.2 PWM及直流环节功率特性
    3.2 双馈电机PWM变流器控制
        3.2.1 GSC的控制
        3.2.2 RSC的控制
    3.3 仿真分析
        3.3.1 系统仿真模型的建立
        3.3.2 DFIG控制仿真分析
    3.4 本章小结
4 双馈风机并网系统的无功电压调整
    4.1 风电场无功配置
        4.1.1 风电场主要无功损耗
        4.1.2 动态无功补偿的配置
    4.2 SVC的基本原理与控制
        4.2.1 SVC的数学模型及工作原理
        4.2.2 SVC控制器的组成
    4.3 双馈风电场与SVC无功电压协调控制
        4.3.1 无功电压协调控制的基本思路
        4.3.2 无功补偿容量的整定方案
    4.4 仿真分析
        4.4.1 仿真模型的建立
        4.4.2 故障时的无功电压控制
    4.5 本章小结
5 结论
参考文献
致谢



本文编号：3400683