柔性直流输电在风电并网中的应用研究

发布时间：2017-06-22 23:01

  本文关键词：柔性直流输电在风电并网中的应用研究，由笔耕文化传播整理发布。

【摘要】：首先,建立了风电场的等效聚合模型和柔性直流输电(VSC-HVDC)系统的数学模型,并在此基础上建立了多端柔性直流输电(VSC-MTDC)模型,比较了VSC-MTDC不同拓扑结构在风电并网应用中的不同的动态响应情况。研究了风电场聚合模型经VSC-HVDC并网中的动态过程,该部分主要创新点在于提出了一种新的VSC-HVDC控制策略,该策略能够减小风电场与VSC-HVDC之间交互产生的功率波动,并在PSCAD/EMTDC仿真软件中对该策略进行了仿真验证。然后,探讨了在风速变化较快并且无规律的情况下风电场等效聚合模型与柔性直流输电系统之间的交互作用的电磁暂态过程,采取了两种启发式算法对柔性直流输电控制系统参数进行了优化。结果表明,在随机风况下,风电场通过优化的柔性直流输电系统并入交流系统的功率波动小于优化前的系统波动。该部分主要创新点在于优化了柔性直流输电的控制方式,平抑了并网风电的功率波动,使得并入电力系统的功率变得平稳。最后,研究了VSC-MTDC的电压控制模型,考虑了随机风速情况下风电场输出功率对电压下垂控制的影响。鉴于采用电压下垂控制的VSC-MTDC应用在随机风速的风电并网中容易失去稳定,本文设计了一种应用于风电并网的多端柔性直流输电混合电压控制策略,并通过仿真验证了该策略的可行性。结果表明即使风速随机波动,采用该控‘制方式的VSC-MTDC能够保持良好的稳定性,不易发生振荡。
【关键词】：风电场等效模型 柔性直流输电 混合控制 启发式优化算法 多端柔性直流输电
【学位授予单位】：南京理工大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2016
【分类号】：TM721.1;TM614
【目录】：

• 摘要5-6
• ABSTRACT6-9
• 1 绪论9-23
• 1.1 研究背景和意义9
• 1.2 风力发电及其发展9-14
• 1.3 高压直流输电介绍14-19
• 1.4 国内外研究现状19-22
• 1.4.1 风电场等效模型19-20
• 1.4.2 柔性直流输电20-21
• 1.4.3 多端柔性直流输电21-22
• 1.5 本文的主要工作22-23
• 2 风电场等效模型23-28
• 2.1 单机法与多机法23-24
• 2.2 风速的四分量模型24-25
• 2.3 风力机模型25-28
• 3 VSC模型28-42
• 3.1 电压源换流站传输的基本运行原则28-29
• 3.2 有功和无功的运行范围29-30
• 3.3 VSC-HVDC系统的主要组成部分30-34
• 3.4 VSC-HVDC系统的控制34-41
• 3.4.1 换流站级控制器34-37
• 3.4.2 VSC-HVDC触发级控制37-40
• 3.4.3 关于VSC直接电流控制总的说明40-41
• 3.5 本章小结41-42
• 4 风电场经柔性直流输电并网研究42-65
• 4.1 风电场经两端柔性直流输电并网系统研究42-51
• 4.1.1 风电场与柔性直流输电系统的模型42-44
• 4.1.2 初始参数的设计44-46
• 4.1.3 柔性直流输电控制系统的改进46-47
• 4.1.4 仿真结果47-51
• 4.2 风电场经多端柔性直流输电并网模型51-63
• 4.3 本章小结63-65
• 5 考虑风能随机性的柔性直流输电控制器参数优化65-75
• 5.1 单纯形法65-67
• 5.2 遗传算法67-68
• 5.3 算例仿真和结果分析68-74
• 5.4 本章小结74-75
• 6 风电场经多端柔性直流输电并网75-89
• 6.1 风电场经三端柔性直流输电并网优化75-80
• 6.2 多端柔性直流输电的电压控制80-84
• 6.3 电压下垂控制在风电并网中的限制84-86
• 6.4 多端柔性直流输电的混合电压控制86-88
• 6.5 本章小结88-89
• 7 总结与展望89-91
• 7.1 总结89
• 7.2 展望89-91
• 致谢91-92
• 参考文献92-100
• 附录100
• 攻读硕士学位期间发表的学术论文100
• 攻读硕士期间参加的科研情况100

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