風(fēng)電引起的電壓波動(dòng)與閃變抑制方法研究

【摘要】：隨著風(fēng)電機(jī)組制造水平的提高和各國(guó)政府對(duì)風(fēng)力發(fā)電的鼓勵(lì)和支持,風(fēng)電場(chǎng)的裝機(jī)規(guī)模越來越大。同時(shí),風(fēng)力設(shè)計(jì)水平、葉片材料等方面的技術(shù)進(jìn)步,使得風(fēng)機(jī)的單機(jī)容量也在不斷增大,從最初的十幾千瓦到現(xiàn)在的幾兆瓦。單機(jī)容量越大就意味著更好的效益,同時(shí)也不可避免地增大了風(fēng)機(jī)的尺寸。塔架越高、風(fēng)輪半徑越大,風(fēng)機(jī)受到塔影和風(fēng)剪切效應(yīng)的影響也就更大。這樣一來,風(fēng)機(jī)輸出功率的波動(dòng)必將越來越嚴(yán)重,有可能因此受到電能質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)的限制而不能成功并網(wǎng)。本文旨在改善風(fēng)電場(chǎng)電能質(zhì)量,解決功率波動(dòng)帶來的影響之一,電壓波動(dòng)與閃變問題。本文從引起風(fēng)電場(chǎng)PCC處電壓波動(dòng)與閃變的因素入手,對(duì)比各種抑制方法的優(yōu)劣后,設(shè)計(jì)了考慮風(fēng)切和塔影效應(yīng)在內(nèi)的的電壓波動(dòng)與閃變抑制器。主要工作內(nèi)容有:搭建考慮塔影和風(fēng)剪切效應(yīng)的動(dòng)態(tài)風(fēng)速模型,搭建風(fēng)力發(fā)電機(jī)系統(tǒng)模型,搭建變槳距控制系統(tǒng)模型,搭建風(fēng)電場(chǎng)電壓波動(dòng)與閃變抑制控制器模型。從仿真結(jié)果來看,將帶有槳距角控制系統(tǒng)的小型風(fēng)機(jī)應(yīng)用于整個(gè)風(fēng)電場(chǎng)來達(dá)到抑制PCC處電壓波動(dòng)與閃變水平,這一設(shè)計(jì)思路經(jīng)得起實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)的考驗(yàn),并具有節(jié)能、成本低、效果好等優(yōu)點(diǎn)。 【關(guān)鍵詞】：風(fēng)力發(fā)電 塔影效應(yīng) 風(fēng)剪切效應(yīng) 電壓波動(dòng)與閃變
【學(xué)位授予單位】：新疆大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2015
【分類號(hào)】：TM614;TM712
【目錄】：

• 摘要2-3
• ABSTRACT3-6
• 第1章 緒論6-12
• 1.1 研究背景和意義6-7
• 1.2 國(guó)內(nèi)外研究現(xiàn)狀7-10
• 1.3 本文的主要研究?jī)?nèi)容10-12
• 第2章 引起風(fēng)電場(chǎng)電壓波動(dòng)和閃變的因素研究12-19
• 2.1 電壓波動(dòng)與閃變的概念12-14
• 2.1.1 電壓波動(dòng)12-13
• 2.1.2 閃變13-14
• 2.2 風(fēng)電場(chǎng)電壓波動(dòng)和閃變的起因14-17
• 2.2.1 風(fēng)速的變化和分布15
• 2.2.2 風(fēng)電機(jī)組類型和控制系統(tǒng)15-16
• 2.2.3 電網(wǎng)狀況16-17
• 2.2.4 其它17
• 2.3 本章小結(jié)17-19
• 第3章 波動(dòng)與閃變抑制方法研究與對(duì)比19-28
• 3.1 無功補(bǔ)償裝置19-23
• 3.1.1 并聯(lián)電容器和調(diào)相機(jī)19
• 3.1.2 靜止無功補(bǔ)償裝置（SVC）19-20
• 3.1.3 靜止同步補(bǔ)償器（STATCOM）20-23
• 3.2 變速電機(jī)變頻器控制23
• 3.3 槳距角控制23-25
• 3.3.1 統(tǒng)一變槳距控制系統(tǒng)23-24
• 3.3.2 獨(dú)立變槳距控制系統(tǒng)24-25
• 3.4 儲(chǔ)能裝置25-26
• 3.5 其它綜合控制裝置26-27
• 3.5.1 有源濾波器26-27
• 3.5.2 動(dòng)態(tài)電壓恢復(fù)器27
• 3.6 本章小結(jié)27-28
• 第4章 風(fēng)力發(fā)電機(jī)系統(tǒng)建模28-39
• 4.1 考慮風(fēng)剪切與塔影效應(yīng)的動(dòng)態(tài)風(fēng)速計(jì)算與建模28-34
• 4.1.1 風(fēng)剪切等效模型28-29
• 4.1.2 塔影效應(yīng)模型29-30
• 4.1.3 等效風(fēng)速計(jì)算30-34
• 4.2 槳距角控制系統(tǒng)數(shù)學(xué)模型34-35
• 4.3 風(fēng)機(jī)數(shù)學(xué)模型35-38
• 4.3.1 風(fēng)輪模型35
• 4.3.2 發(fā)電機(jī)模型35-36
• 4.3.3 傳動(dòng)系統(tǒng)模型36
• 4.3.4 風(fēng)機(jī)數(shù)學(xué)模型的實(shí)現(xiàn)36-38
• 4.4 本章總結(jié)38-39
• 第5章 風(fēng)電引起的電壓波動(dòng)與閃變抑制控制器的實(shí)現(xiàn)39-49
• 5.1 控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)39-42
• 5.1.1 基本構(gòu)思39-40
• 5.1.2 濾波器設(shè)計(jì)40-41
• 5.1.3 補(bǔ)償風(fēng)機(jī)參數(shù)選擇41-42
• 5.2 控制器應(yīng)用于單臺(tái)風(fēng)機(jī)42-44
• 5.3 控制器應(yīng)用于風(fēng)電場(chǎng)44-48
• 5.3.1 風(fēng)電場(chǎng)等值44-47
• 5.3.2 控制器應(yīng)用于風(fēng)電場(chǎng)的仿真結(jié)果47-48
• 5.4 本章小結(jié)48-49
• 第6章 結(jié)論與展望49-51
• 6.1 主要結(jié)論49-50
• 6.2 前景展望50-51
• 參考文獻(xiàn)51-54
• 本人碩士期間發(fā)表論文54-55
• 致謝55-57

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