基于虚拟同步发电机的风电场并网特性研究
发布时间：2022-05-08 09:12
应对气候变化已经是21世纪我们面临的共同难题,而新能源的应用是我们缓解与自然矛盾的重要措施。风能易获得且我国的风能总储量巨大,列世界第三位,且风力发电无污染,投资小,有广阔的发展前景。但自然界中的风随时在发生变化,所以使风力发电具有不确定性以及波动性。风电机组并网依靠变频器进行控制,通常与系统频率解耦,所以不像传统同步发电机那样可以通过改变发电机转速来响应系统的频率变化。从系统的角度出发,风电场就像是完全没有惯性的发电机,其转动惯量为零。随着风电渗透率的不断增加,势必会减弱系统的调频能力。而虚拟同步发电机作为一种可以使新能源发电系统具有一定惯性及阻尼系数的控制方法,应运而生。其对有新能源发电设备并网的电力系统起着支撑与缓解波动的作用。本文的主要研究内容如下:（1）研究了风机发电的工作原理、数学模型及等效电路,以及风力发电机的调节与控制,本文中用定桨距控制,即只改变风速对风机所发功率进行控制,其中加入了组合风模型来更贴切的模拟自然界中的风速变化。（2）研究了虚拟同步发电机的工作原理、数学模型及等效电路,以最简单的同步发电机的二阶模型为基础,在控制策略中加入了一种自适应模型使得系统的频率变...
【文章页数】：63 页
【学位级别】：硕士
【文章目录】：
摘要
ABSTRACT
1 绪论
1.1 课题的研究背景及意义
1.2 风力发电的发展现状
1.3 虚拟同步发电机技术的发展现状
1.4 课题的主要研究内容及结构安排
2 风力发电技术
2.1 风的特性及风能利用
2.1.1 风的特性
2.1.2 风能
2.1.3 风能的利用
2.2 风力发电及其工作原理
2.2.1 独立运行风力发电机组中的发电机
2.2.2 并网运行风力发电机组中的发电机
2.3 风机的调节与控制
2.3.1 定桨距调节与控制
2.3.2 变桨距调节与控制
2.4 本章小结
3 虚拟同步发电机技术
3.1 虚拟同步发电机控制原理概述
3.2 虚拟同步发电机的本体建模
3.3 有功频率控制策略
3.4 无功电压控制策略
3.5 本章小结
4 系统建模及仿真算例分析
4.1 风力发电机并网于渗透率较低的电网
4.1.1 平抑风功率波动仿真
4.1.2 负荷突然变化下的仿真
4.1.3 相应系统调度增发功率时的仿真
4.2 风力发电机并网于渗透率较高的电网
4.2.1 平抑风功率波动仿真
4.2.2 负荷突然变化下的仿真
4.3 本章小结
5 结论与展望
攻读学位期间参加的科研项目及发表的学术论文
致谢
参考文献
【参考文献】：
期刊论文
[1]虚拟同步发电机的并网功率控制及模式平滑切换[J]. 颜湘武,贾焦心,王德胜,李正文,葛延峰. 电力系统自动化. 2018(09)
[2]虚拟同步发电机功率环的建模与参数设计[J]. 吴恒,阮新波,杨东升,陈欣然,钟庆昌,吕志鹏. 中国电机工程学报. 2015(24)
[3]双馈异步风力发电机网侧换流器复合控制策略的研究[J]. 刘新宇,白珂. 华北水利水电大学学报(自然科学版). 2015(06)
[4]虚拟同步发电机技术及展望[J]. 郑天文,陈来军,陈天一,梅生伟. 电力系统自动化. 2015(21)
[5]虚拟同步发电机的转子惯量自适应控制方法[J]. 程冲,杨欢,曾正,汤胜清,赵荣祥. 电力系统自动化. 2015(19)
[6]可再生能源综合利用的研究现状与展望[J]. 吴利乐,郑源,王爱华,任岩. 华北水利水电大学学报(自然科学版). 2015(03)
[7]基于虚拟同步发电机的分布式逆变电源控制策略及参数分析[J]. 孟建辉,王毅,石新春,付超,李鹏. 电工技术学报. 2014(12)
[8]电压型PWM整流器模型预测直接功率控制[J]. 罗德荣,姬小豪,黄晟,廖武. 电网技术. 2014(11)
[9]采用PI+重复控制的并网逆变器控制耦合机理及其抑制策略[J]. 张兴,汪杨俊,余畅舟,乔彩霞,周岩峰,倪华. 中国电机工程学报. 2014(30)
[10]应用于平抑风电功率波动的储能系统控制与配置综述[J]. 汪海蛟,江全元. 电力系统自动化. 2014(19)
硕士论文
[1]基于虚拟同步发电机的分布式电源控制策略[D]. 张显创.合肥工业大学 2019
[2]基于大型风电场机组分类的功率预测研究[D]. 李柏君.华北水利水电大学 2019
[3]短期风电功率组合预测及其不确定性的研究[D]. 张晔.华北水利水电大学 2019
[4]虚拟同步发电机多机并联功率分配方法研究[D]. 张悦.哈尔滨工业大学 2018
[5]高渗透率风电并网的电压、频率控制策略研究[D]. 周姝灿.浙江大学 2015
本文编号：3651371
【文章页数】：63 页
【学位级别】：硕士
【文章目录】：
摘要
ABSTRACT
1 绪论
1.1 课题的研究背景及意义
1.2 风力发电的发展现状
1.3 虚拟同步发电机技术的发展现状
1.4 课题的主要研究内容及结构安排
2 风力发电技术
2.1 风的特性及风能利用
2.1.1 风的特性
2.1.2 风能
2.1.3 风能的利用
2.2 风力发电及其工作原理
2.2.1 独立运行风力发电机组中的发电机
2.2.2 并网运行风力发电机组中的发电机
2.3 风机的调节与控制
2.3.1 定桨距调节与控制
2.3.2 变桨距调节与控制
2.4 本章小结
3 虚拟同步发电机技术
3.1 虚拟同步发电机控制原理概述
3.2 虚拟同步发电机的本体建模
3.3 有功频率控制策略
3.4 无功电压控制策略
3.5 本章小结
4 系统建模及仿真算例分析
4.1 风力发电机并网于渗透率较低的电网
4.1.1 平抑风功率波动仿真
4.1.2 负荷突然变化下的仿真
4.1.3 相应系统调度增发功率时的仿真
4.2 风力发电机并网于渗透率较高的电网
4.2.1 平抑风功率波动仿真
4.2.2 负荷突然变化下的仿真
4.3 本章小结
5 结论与展望
攻读学位期间参加的科研项目及发表的学术论文
致谢
参考文献
【参考文献】：
期刊论文
[1]虚拟同步发电机的并网功率控制及模式平滑切换[J]. 颜湘武,贾焦心,王德胜,李正文,葛延峰. 电力系统自动化. 2018(09)
[2]虚拟同步发电机功率环的建模与参数设计[J]. 吴恒,阮新波,杨东升,陈欣然,钟庆昌,吕志鹏. 中国电机工程学报. 2015(24)
[3]双馈异步风力发电机网侧换流器复合控制策略的研究[J]. 刘新宇,白珂. 华北水利水电大学学报(自然科学版). 2015(06)
[4]虚拟同步发电机技术及展望[J]. 郑天文,陈来军,陈天一,梅生伟. 电力系统自动化. 2015(21)
[5]虚拟同步发电机的转子惯量自适应控制方法[J]. 程冲,杨欢,曾正,汤胜清,赵荣祥. 电力系统自动化. 2015(19)
[6]可再生能源综合利用的研究现状与展望[J]. 吴利乐,郑源,王爱华,任岩. 华北水利水电大学学报(自然科学版). 2015(03)
[7]基于虚拟同步发电机的分布式逆变电源控制策略及参数分析[J]. 孟建辉,王毅,石新春,付超,李鹏. 电工技术学报. 2014(12)
[8]电压型PWM整流器模型预测直接功率控制[J]. 罗德荣,姬小豪,黄晟,廖武. 电网技术. 2014(11)
[9]采用PI+重复控制的并网逆变器控制耦合机理及其抑制策略[J]. 张兴,汪杨俊,余畅舟,乔彩霞,周岩峰,倪华. 中国电机工程学报. 2014(30)
[10]应用于平抑风电功率波动的储能系统控制与配置综述[J]. 汪海蛟,江全元. 电力系统自动化. 2014(19)
硕士论文
[1]基于虚拟同步发电机的分布式电源控制策略[D]. 张显创.合肥工业大学 2019
[2]基于大型风电场机组分类的功率预测研究[D]. 李柏君.华北水利水电大学 2019
[3]短期风电功率组合预测及其不确定性的研究[D]. 张晔.华北水利水电大学 2019
[4]虚拟同步发电机多机并联功率分配方法研究[D]. 张悦.哈尔滨工业大学 2018
[5]高渗透率风电并网的电压、频率控制策略研究[D]. 周姝灿.浙江大学 2015
本文编号：3651371
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