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STATCOM抑制并网风电机组电压波动的研究

来源:论文学术网
时间:2024-08-18 19:12:37
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STATCOM抑制并网风电机组电压波动的研究【摘要】:风能作为一种新能源,已经被广泛应用。随着风电技术的不断成熟,风电场规模的不断扩大,大型风电场并网对电网的稳定运行影响也越来越大

【摘要】:风能作为一种新能源,已经被广泛应用。随着风电技术的不断成熟,风电场规模的不断扩大,大型风电场并网对电网的稳定运行影响也越来越大,已经成为大规模风电发展的障碍。如何实现并网风电场的稳定运行以及对电网的电能质量影响最小,是风电并网研究的重点。 本文通过对风力机的主要机型双馈异步电机DFIG(Doubly-Fed Induction Generator)在同步旋转坐标系下的动态方程及静态方程的推导,建立DFIG的数学模型。并网风电机组引起的电压波动对系统的危害很大,减小并网风电机组引起的电压波动对系统的安全、稳定运行十分重要。DFIG并网运行时需要吸收大量的无功功率,因而需对风电场出口进行无功补偿,采用同步补偿器STATCOM(Static Synchronous Compensator)进行无功补偿对减小电压波动及维持系统的稳定运行具有重要意义。通过对STATCOM工作原理的分析和数学模型的建立,设计STATCOM的相关参数,分析STATCOM的直接电流控制和间接电流控制,通过这两种控制方法的比较,得出了采用结构简单、性能优越的电流间接控制方法具有更加优异的调控效果。对含STATCOM的并网风电机组进行仿真分析,仿真结果验证了STATCOM在风电并网中能够有效抑制并网风电机组的电压波动。 【关键词】:并网 电压波动 DFIG STATCOM
【学位授予单位】:燕山大学
【学位级别】:硕士
【学位授予年份】:2011
【分类号】:TM712
【目录】:
  • 摘要2-3
  • Abstract3-6
  • 第1章 绪论6-13
  • 1.2 风电场无功补偿7-9
  • 1.2.1 风电场中无功功率补偿的意义7-8
  • 1.2.2 无功补偿装置及其特点8
  • 1.2.3 STATCOM 研究现状8-9
  • 1.3 国内外风电研究现状9-11
  • 1.3.1 风电并网引起的电压波动9-10
  • 1.3.2 风电机组的暂态特性10-11
  • 1.4 本文主要研究内容11-13
  • 第2章 DFIG 的模型分析和运行特性13-24
  • 2.1 风力机模型及最大风能捕获13-16
  • 2.1.1 风速模型13-14
  • 2.1.2 风力机模型14-15
  • 2.1.3 最大风能捕获的实现15-16
  • 2.2 DFIG 的数学模型16-20
  • 2.2.1 DFIG 变速恒频原理17
  • 2.2.2 DFIG 的等值电路17-18
  • 2.2.3 DFIG 的动态模型18-20
  • 2.3 DFIG 矢量控制20-23
  • 2.3.1 转子侧变换器矢量控制策略20-22
  • 2.3.2 网侧变换器22-23
  • 2.4 本章小结23-24
  • 第3章 并网风电机组引起的电压波动分析24-32
  • 3.1 电压波动分析24-26
  • 3.1.1 风况变化引起电压波动24-25
  • 3.1.2 并网风电机组数量引起电压波动25-26
  • 3.1.3 短路容量变化引起电压波动26
  • 3.2 实例仿真26-31
  • 3.2.1 仿真系统概述26-27
  • 3.2.2 仿真分析27-31
  • 3.3 本章小结31-32
  • 第4章 STATCOM 的工作原理和数学模型32-44
  • 4.1 静止同步补偿器(STATCOM)的工作原理32-33
  • 4.2 STATCOM 装置主电路结构及数学模型33-37
  • 4.2.1 三相电压型和电流型逆变电路33-34
  • 4.2.2 STATCOM 装置的数学模型34-37
  • 4.3 STATCOM 装置的控制37-43
  • 4.3.1 电流间接控制39-42
  • 4.3.2 电流直接控制42-43
  • 4.4 本章小结43-44
  • 第5章 STATCOM 并入风电场仿真分析44-54
  • 5.1 风电场对无功需求分析44-45
  • 5.2 STATCOM 主电路参数设计45-49
  • 5.2.1 逆变器输出变压器变比计算46-47
  • 5.2.2 直流侧电容选取47-48
  • 5.2.3 连接电抗器的选取48-49
  • 5.3 STATCOM 对风场的无功补偿49-53
  • 5.3.1 随机风引起的电压波动49-50
  • 5.3.2 阵风引起的电压波动50-52
  • 5.3.3 渐强风引起的电压波动52-53
  • 5.4 本章小结53-54
  • 结论54-56
  • 参考文献56-61
  • 攻读硕士学位期间承担的科研任务与主要成果61-62
  • 致谢62-63
  • 作者简介63


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