风电并网VSC-HVDC系统协调控制策略研究
发布时间：2021-10-20 04:59
随着能源形势的严峻及风力发电技术的不断成熟,电力系统中出现越来越多的风电场代替传统能源电厂为负荷中心供电,但由于风电自身随机性、波动性、远离负荷中心的能源特点,使其并网、消纳等问题日益严重。基于电压源换流器的柔性直流输电技术（Voltage Source Converter Based HVDC,VSC-HVDC）依靠其电力电子器件的灵活可控性、输电稳定性、工程应用性价比及新能源跨区消纳的可行性等特点,已成为含新能源电能跨区输送的有效形式之一,是我国智能电网构建的重要环节。本文针对含双馈风机并网的柔性直流输电系统的换流站及风机控制策略进行了研究。首先,介绍了风电并网VSC-HVDC系统的基本组成及结构,在两相旋转坐标系下建立了双馈风机及换流站的数学模型,并针对风机和换流站传统有功类控制策略进行说明。然后,针对换流站常规解耦控制有效隔绝交直流系统带来的交流系统惯性及调频能力降低的问题,提出通过直流电压下垂控制原理,结合直流电压与交流电网频率耦合的虚拟调速器,并通过虚拟同步发电机转子方程模拟发电机惯量效应,有效实现了多端柔性直流系统受端换流站的频率响应及相互之间的功率支援。之后,研究了双馈...
【文章来源】：华北电力大学河北省 211工程院校 教育部直属院校
【文章页数】：61 页
【学位级别】：硕士
【文章目录】：
摘要
Abstract
第1章 绪论
1.1 课题背景及研究意义
1.2 柔性直流输电技术及特点
1.3 国内外研究现状
1.3.1 柔性直流输电控制策略研究现状
1.3.2 风电经VSC-HVDC并网研究现状
1.4 本文主要工作
第2章 DFIG、柔性直流输电系统建模与控制
2.1 风电并网VSC-HVDC系统结构
2.2 DFIG建模与控制
2.2.1 DFIG系统建模
2.2.2 DFIG运行原理及功率控制
2.3 柔性直流输电系统建模与控制
2.3.1 柔性直流输电系统建模
2.3.2 柔性直流输电换流站基本控制
2.4 本章小结
第3章 具有频率响应特性的换流站控制策略
3.1 引言
3.2 柔性直流输电系统构成及其控制结构
3.2.1 系统构成
3.2.2 柔性直流系统控制结构
3.2.3 柔性直流系统传统下垂控制
3.3 虚拟同步控制
3.3.1 虚拟同步发电机结构
3.3.2 虚拟调速器控制结构
3.3.3 具有虚拟调速器作用的虚拟同步控制
3.4 仿真分析
3.4.1 柔性直流系统频率响应能力分析
3.4.2 柔性直流系统频率支援能力分析
3.5 本章小结
第4章 考虑风机减载调频的直流系统协调控制
4.1 引言
4.2 柔性直流系统频率响应能力
4.2.1 柔性直流系统受端变直流电压控制
4.2.2 柔性直流系统送端变频率控制
4.3 双馈风机调频能力
4.3.1 双馈风机有功功率控制
4.3.2 双馈风机频率响应控制
4.4 柔性直流系统协调双馈风机参与调频的协调控制
4.5 仿真分析
4.6 本章小结
第5章 结论与展望
5.1 结论
5.2 展望
参考文献
攻读硕士学位期间发表的论文及其他成果
致谢
【参考文献】：
期刊论文
[1]基于功率跟踪曲线切换的变速风电机组虚拟惯量控制[J]. 马少康,耿华,杨耕,李琦. 电力系统自动化. 2018(17)
[2]双馈风电机组参与电网一次调频的多风速段综合控制及变参数整定[J]. 陈斌,王德林,张俊武,范林源,李颖颖,康积涛. 电工电能新技术. 2018(11)
[3]风电参与电力系统调频综述[J]. 赵嘉兴,高伟,上官明霞,查效兵,岳帅,刘燕华. 电力系统保护与控制. 2017(21)
[4]直流电网联网设备与控制策略研究综述[J]. 王渝红,阳莉汶,江伟,刘程卓,王媛. 电网技术. 2018(01)
[5]电压并网逆变器的功率控制与设计[J]. 高家元,赵晋斌,陈晓博,屈克庆,李芬. 中国电机工程学报. 2018(06)
[6]基于虚拟同步电动机技术的变频器控制策略研究[J]. 范红,董伟杰,白晓民,刘科研,宋晓辉,孟晓丽,吕琛. 中国电机工程学报. 2017(15)
[7]基于虚拟调速器的多端直流虚拟同步机控制策略[J]. 王炜宇,李勇,曹一家,李欣然. 中国电机工程学报. 2018(12)
[8]基于自适应模式切换的虚拟同步发电机功率控制策略[J]. 石荣亮,张兴,徐海珍,刘芳,曹伟. 电工技术学报. 2017(12)
[9]全风况下双馈风机参与调频的协调控制策略研究[J]. 赵冬梅,许瑞庆,郑立鑫. 电力系统保护与控制. 2017(12)
[10]新能源多馈入直流并网与传统交流并网对比[J]. 张新燕,赵理威,赵理飞,尹勋,赵昂,刘博文. 高电压技术. 2017(04)
博士论文
[1]基于柔性直流联网的风力发电系统的协调控制研究[D]. 付媛.华北电力大学 2014
硕士论文
[1]特高压直流输电多端馈入方式及运行特性研究[D]. 王旌.华北电力大学(北京) 2017
[2]双馈风电机组参与微网调频的控制策略研究[D]. 焦平洋.哈尔滨工业大学 2015
本文编号：3446290
【文章来源】：华北电力大学河北省 211工程院校 教育部直属院校
【文章页数】：61 页
【学位级别】：硕士
【文章目录】：
摘要
Abstract
第1章 绪论
1.1 课题背景及研究意义
1.2 柔性直流输电技术及特点
1.3 国内外研究现状
1.3.1 柔性直流输电控制策略研究现状
1.3.2 风电经VSC-HVDC并网研究现状
1.4 本文主要工作
第2章 DFIG、柔性直流输电系统建模与控制
2.1 风电并网VSC-HVDC系统结构
2.2 DFIG建模与控制
2.2.1 DFIG系统建模
2.2.2 DFIG运行原理及功率控制
2.3 柔性直流输电系统建模与控制
2.3.1 柔性直流输电系统建模
2.3.2 柔性直流输电换流站基本控制
2.4 本章小结
第3章 具有频率响应特性的换流站控制策略
3.1 引言
3.2 柔性直流输电系统构成及其控制结构
3.2.1 系统构成
3.2.2 柔性直流系统控制结构
3.2.3 柔性直流系统传统下垂控制
3.3 虚拟同步控制
3.3.1 虚拟同步发电机结构
3.3.2 虚拟调速器控制结构
3.3.3 具有虚拟调速器作用的虚拟同步控制
3.4 仿真分析
3.4.1 柔性直流系统频率响应能力分析
3.4.2 柔性直流系统频率支援能力分析
3.5 本章小结
第4章 考虑风机减载调频的直流系统协调控制
4.1 引言
4.2 柔性直流系统频率响应能力
4.2.1 柔性直流系统受端变直流电压控制
4.2.2 柔性直流系统送端变频率控制
4.3 双馈风机调频能力
4.3.1 双馈风机有功功率控制
4.3.2 双馈风机频率响应控制
4.4 柔性直流系统协调双馈风机参与调频的协调控制
4.5 仿真分析
4.6 本章小结
第5章 结论与展望
5.1 结论
5.2 展望
参考文献
攻读硕士学位期间发表的论文及其他成果
致谢
【参考文献】：
期刊论文
[1]基于功率跟踪曲线切换的变速风电机组虚拟惯量控制[J]. 马少康,耿华,杨耕,李琦. 电力系统自动化. 2018(17)
[2]双馈风电机组参与电网一次调频的多风速段综合控制及变参数整定[J]. 陈斌,王德林,张俊武,范林源,李颖颖,康积涛. 电工电能新技术. 2018(11)
[3]风电参与电力系统调频综述[J]. 赵嘉兴,高伟,上官明霞,查效兵,岳帅,刘燕华. 电力系统保护与控制. 2017(21)
[4]直流电网联网设备与控制策略研究综述[J]. 王渝红,阳莉汶,江伟,刘程卓,王媛. 电网技术. 2018(01)
[5]电压并网逆变器的功率控制与设计[J]. 高家元,赵晋斌,陈晓博,屈克庆,李芬. 中国电机工程学报. 2018(06)
[6]基于虚拟同步电动机技术的变频器控制策略研究[J]. 范红,董伟杰,白晓民,刘科研,宋晓辉,孟晓丽,吕琛. 中国电机工程学报. 2017(15)
[7]基于虚拟调速器的多端直流虚拟同步机控制策略[J]. 王炜宇,李勇,曹一家,李欣然. 中国电机工程学报. 2018(12)
[8]基于自适应模式切换的虚拟同步发电机功率控制策略[J]. 石荣亮,张兴,徐海珍,刘芳,曹伟. 电工技术学报. 2017(12)
[9]全风况下双馈风机参与调频的协调控制策略研究[J]. 赵冬梅,许瑞庆,郑立鑫. 电力系统保护与控制. 2017(12)
[10]新能源多馈入直流并网与传统交流并网对比[J]. 张新燕,赵理威,赵理飞,尹勋,赵昂,刘博文. 高电压技术. 2017(04)
博士论文
[1]基于柔性直流联网的风力发电系统的协调控制研究[D]. 付媛.华北电力大学 2014
硕士论文
[1]特高压直流输电多端馈入方式及运行特性研究[D]. 王旌.华北电力大学(北京) 2017
[2]双馈风电机组参与微网调频的控制策略研究[D]. 焦平洋.哈尔滨工业大学 2015
本文编号：3446290
本文链接：https://www.wllwen.com/kejilunwen/dianlilw/3446290.html
