雙饋風(fēng)電機(jī)組并網(wǎng)電壓波動(dòng)抑制策略的研究

【摘要】：隨著化石能源的持續(xù)開采以及大量使用,已經(jīng)在全世界范圍內(nèi)衍生了各種各樣的問題。風(fēng)力發(fā)電是緩解這些問題的主要舉措之一。但是由于風(fēng)電出力的波動(dòng)性和隨機(jī)等特性,大規(guī)模風(fēng)電并網(wǎng)會(huì)造成并網(wǎng)節(jié)點(diǎn)處出現(xiàn)電能質(zhì)量和電壓穩(wěn)定性問題。如何改善風(fēng)電并網(wǎng)的運(yùn)行的穩(wěn)定性是以后研究的重點(diǎn)內(nèi)容。特別是對(duì)風(fēng)電機(jī)組并網(wǎng)引起的電壓波動(dòng)的研究將變得越來越重要。本文主要對(duì)雙饋異步風(fēng)力發(fā)電機(jī)并網(wǎng)引起的電壓波動(dòng)進(jìn)行研究,通過對(duì)雙饋風(fēng)電機(jī)組并網(wǎng)進(jìn)行了建模并進(jìn)行理論分析得出風(fēng)電機(jī)組輸出功率的波動(dòng)是引起風(fēng)電并網(wǎng)電壓波動(dòng)的根源。對(duì)能夠引起風(fēng)電機(jī)組輸出功率的波動(dòng)的風(fēng)速變化、風(fēng)電機(jī)組的投切,塔影效應(yīng),外部電網(wǎng)故障的影響等因素進(jìn)行了理論分析和仿真驗(yàn)證,并通過各個(gè)因素引起的電壓波動(dòng)的大小進(jìn)行比對(duì),找出引起電壓波動(dòng)的主要原因。由于產(chǎn)生電壓波動(dòng)的主要機(jī)理是功率的波動(dòng)性,對(duì)風(fēng)電場(chǎng)進(jìn)行無功補(bǔ)償能有效的抑制風(fēng)電并網(wǎng)產(chǎn)生的電壓波動(dòng),本文通過對(duì)不同的無功補(bǔ)償器SVC和STATCOM等裝置,進(jìn)行了系統(tǒng)的對(duì)比選擇了一種相對(duì)經(jīng)濟(jì)高效便捷的無功補(bǔ)償方案,即采取了利用STATCOM來對(duì)風(fēng)電場(chǎng)進(jìn)行無功補(bǔ)償。并對(duì)進(jìn)行了STATCOM工作原理的闡述和模型的建立。最后通過MATLAB仿真軟件仿真,驗(yàn)證了在風(fēng)電場(chǎng)并網(wǎng)點(diǎn)的功率發(fā)生波動(dòng)時(shí),STATCOM通過對(duì)風(fēng)電場(chǎng)進(jìn)行無功支持,穩(wěn)定了功率波動(dòng)的變化進(jìn)而在一定程度上抑制了電壓的波動(dòng)。 【關(guān)鍵詞】：風(fēng)電并網(wǎng) 電壓波動(dòng) 無功補(bǔ)償 風(fēng)電機(jī)組
【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)】：TM315
【目錄】：

• 摘要2-3
• Abstract3-6
• 第1章 緒論6-12
• 1.1 研究的背景及意義6-7
• 1.2 風(fēng)電并網(wǎng)在國(guó)內(nèi)外的研究現(xiàn)狀7-9
• 1.2.1 風(fēng)電并網(wǎng)引起的電能質(zhì)量問題7
• 1.2.2 風(fēng)電并網(wǎng)電壓波動(dòng)的研究現(xiàn)狀7-9
• 1.3 風(fēng)電場(chǎng)無功補(bǔ)償?shù)囊饬x及發(fā)展9-11
• 1.3.1 無功補(bǔ)償?shù)囊饬x9-10
• 1.3.2 國(guó)內(nèi)外無功補(bǔ)償?shù)陌l(fā)展?fàn)顩r10-11
• 1.4 本課題的主要工作11-12
• 第2章 雙饋風(fēng)電機(jī)組的并網(wǎng)原理及系統(tǒng)模型的建立12-25
• 2.1 引言12
• 2.2 DFIG的結(jié)構(gòu)及模型12-16
• 2.2.1 DFIG的工作原理13-14
• 2.2.2 DFIG的等效電路及靜態(tài)模型14-15
• 2.2.3 雙饋機(jī)組的動(dòng)態(tài)模型15-16
• 2.3 雙饋機(jī)并網(wǎng)系統(tǒng)模型16-24
• 2.3.1 風(fēng)速模型16-19
• 2.3.2 風(fēng)力機(jī)變槳距模型19-20
• 2.3.3 機(jī)械傳動(dòng)機(jī)構(gòu)模型20-21
• 2.3.4 雙饋電機(jī)的變頻器模型21-22
• 2.3.5 控制部分模型22-24
• 2.4 本章小結(jié)24-25
• 第3章 造成風(fēng)電并網(wǎng)電壓波動(dòng)的主要原因的分析25-38
• 3.1 引言25
• 3.2 研究電壓波動(dòng)的意義以及電壓波動(dòng)的定義25-26
• 3.3 風(fēng)電并網(wǎng)產(chǎn)生電壓波動(dòng)的機(jī)理分析26-29
• 3.3.1 風(fēng)速變化引起的電壓波動(dòng)26-27
• 3.3.2 塔影效應(yīng)、風(fēng)剪切因素引起的電壓波動(dòng)27-29
• 3.3.3 風(fēng)電機(jī)組都投切引起的電壓波動(dòng)29
• 3.3.4 外部電網(wǎng)故障引起的電壓波動(dòng)29
• 3.4 雙饋風(fēng)電機(jī)組并網(wǎng)仿真結(jié)果分析29-37
• 3.4.1 隨機(jī)噪聲風(fēng)引起的電壓波動(dòng)30-32
• 3.4.2 風(fēng)速變化頻率的大小對(duì)電壓波動(dòng)的影響32-34
• 3.4.3 風(fēng)況突變引起的電壓波動(dòng)34-35
• 3.4.4 風(fēng)電機(jī)組啟動(dòng)引起的電壓波動(dòng)35-36
• 3.4.5 外部電網(wǎng)故障的時(shí)候引起的電壓波動(dòng)36-37
• 3.5 本章小結(jié)37-38
• 第4章 無功補(bǔ)償對(duì)電壓波動(dòng)抑制的研究38-50
• 4.1 引言38
• 4.2 靜止無功補(bǔ)償器（SVC）38-40
• 4.2.1 SVC的運(yùn)行模式39-40
• 4.3 靜止同步補(bǔ)償器（STATCOM）40-42
• 4.3.1 STATCOM的運(yùn)行模式41-42
• 4.4 SVC與STATCOM的綜合比較42-45
• 4.5 STATCOM的數(shù)學(xué)模型45-47
• 4.6 STATCOM的控制47-49
• 4.6.1 電流的直接控制47-48
• 4.6.2 電流的間接控制48-49
• 4.7 本章小結(jié)49-50
• 第5章 無功補(bǔ)償抑制風(fēng)電并網(wǎng)電壓波動(dòng)的仿真驗(yàn)證50-57
• 5.1 無功補(bǔ)償容量的選擇50-52
• 5.1.1 箱式變壓器及升壓變壓器無功損耗的計(jì)算50-51
• 5.1.2 35KV及 220KV的線路無功損耗51
• 5.1.3 風(fēng)電機(jī)本身從系統(tǒng)吸收的無功功率51-52
• 5.2 STATCOM對(duì)風(fēng)電并網(wǎng)電壓波動(dòng)的抑制52-56
• 5.3 本章小結(jié)56-57
• 第6章 總結(jié)與展望57-58
• 6.1 本文研究的主要內(nèi)容及成果57
• 6.2 本文的研究不足與展望57-58
• 參考文獻(xiàn)58-60
• 致謝60-62

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