前端调速式风电机组并网特性研究

发布时间：2018-04-26 08:05

  本文选题：前端调速式风电机组 + 并网控制　； 参考：《兰州交通大学》2014年硕士论文

【摘要】：并网特性是风电机组实现并网控制的参考依据，直接反映了机组并网运行特性和并网稳定性。随着风力发电技术的不断提高和风电并网容量的不断增大，进行风电机组并网特性的研究显得尤为迫切和重要。以PMSG(Permenent Megnetic Synchronous Generator,永磁同步发电机)和DFIG(Doubly-fed Induction Generator,双馈异步发电机)为主的常规风电机组由于存在低电压穿越能力差、无功输出能力不足等问题，难以风电机组并网要求。前端调速式风电机组具有低电压穿越、无功输出能力强、电能品质好等优点，因此，进行前端调速式风电机组的并网特性研究，对于促进我国风电技术的发展具有重要意义。 本文在掌握前端调速式风电机组的运行原理的基础上，对整机控制结构、机组效率进行了分析，建立了机组数学模型，确定了机组的并网控制策略，即机组准同期空载并网控制、基于遗传算法的有功功率优化控制、基于DL-H∞(Double Loop H∞,双环H∞)的电压和无功功率控制以及基于区域划分的直接转速控制，并进行了仿真研究。仿真结果表明所采用的控制方法可以实现不同控制要求，验证了控制方法的正确性和有效性。 针对风电机组在实际运行过程中可能遇到的各种非正常运行工况，，分别以不同类型风速输入作为机侧扰动、对称和非对称接地故障作为网侧扰动，从机侧扰动和网侧故障两方面仿真分析了前端调速式风电机组的并网运行特性，并与相等容量双馈风电机组进行了对比分析。仿真结果表明，在各种运行工况下前端调速式风电机组较双馈风电机组有更好地运行特性。 根据电力系统对并网稳定性分析的划分标准以及常规风电机组并网对接入系统产生的影响，分别从暂态功角稳定性、电压稳定性和频率稳定性三方面对前端调速式风电机组并网稳定性进行了分析和仿真研究。在并网暂态功角稳定性方面，在IEEE5机14节点系统中以机组等值模型通过时域仿真分析了系统暂态稳定性，并进行了同等容量双馈异步风电机组仿真分析；在电压稳定性方面，将风电机组并网模型进行等值计算，采用分岔理论分析了机组电压稳定性，并进行了仿真研究；在频率稳定性分析方面，通过机理分析，总结了影响系统稳定性的主要因素，在此基础上进行了仿真分析。对前端调速式风电机组并网暂态功角稳定性、电压稳定性和频率稳定性的仿真结果均表明，相对于双馈异步风电机组，前端调速式风电机组具有更好的并网稳定性和电网适应性。
[Abstract]:The grid-connected characteristic is the reference basis for wind turbine to realize grid-connected control, which directly reflects the characteristics of grid-connected operation and stability of grid-connected units. With the continuous improvement of wind power generation technology and the continuous increase of wind power grid capacity, it is particularly urgent and important to study the characteristics of wind turbine grid connection. PMSG(Permenent Megnetic Synchronous Generator, permanent magnet synchronous generator (PMSG) and DFIG(Doubly-fed Induction generator (doubly-fed asynchronous generator) are difficult for wind turbine to be connected to the grid because of the problems of low voltage traversing ability and insufficient reactive power output ability. The front-end speed regulating wind turbine has the advantages of low voltage traversing, strong reactive power output ability, good power quality and so on. Therefore, it is of great significance to study the grid-connected characteristics of the front-end speed regulating wind turbine unit in order to promote the development of wind power technology in China. On the basis of mastering the operation principle of the front-end speed regulating wind turbine, this paper analyzes the control structure and efficiency of the whole unit, establishes the mathematical model of the unit, and determines the control strategy of the unit connected to the grid. That is, the quasi-synchronous no-load grid-connected control, the active power optimal control based on genetic algorithm, the voltage and reactive power control based on DL-H 鈭

本文编号：1805165