柔性交流輸電技術(shù)在風(fēng)電系統(tǒng)中的仿真研究

【摘要】：風(fēng)能是一種重要的可再生能源,風(fēng)力發(fā)電技術(shù)是電力系統(tǒng)領(lǐng)域研究的重要方向之一。由于風(fēng)能具有波動(dòng)性和間歇性的特點(diǎn),由多臺(tái)風(fēng)力發(fā)電機(jī)組組成的風(fēng)電場(chǎng)接入電力系統(tǒng)中會(huì)對(duì)系統(tǒng)的穩(wěn)定性造成較大影響。導(dǎo)致風(fēng)電場(chǎng)并網(wǎng)點(diǎn)的公共母線電壓水平下降,從而影響電網(wǎng)電能質(zhì)量。 柔性交流輸電技術(shù)(FACTS)能有效的提高交流系統(tǒng)的安全穩(wěn)定性。靜止無(wú)功補(bǔ)償器(SVC)和靜止同步補(bǔ)償器(STATCOM)是應(yīng)用最廣泛的兩種FACTS設(shè)備。將SVC與STATCOM作為無(wú)功補(bǔ)償單元接入電網(wǎng),可解決風(fēng)電場(chǎng)并網(wǎng)的母線電壓穩(wěn)定問(wèn)題。 通過(guò)研究TCR+FC型SVC的工作原理,針對(duì)模糊控制與PI控制各自的優(yōu)缺點(diǎn),及風(fēng)電場(chǎng)的特點(diǎn),將模糊控制與PI控制相結(jié)合,對(duì)SVC采用了模糊-PI復(fù)合控制方法。利用MATLAB仿真軟件驗(yàn)證了該控制方法的有效性。并將采用模糊-PI復(fù)合控制方法的SVC作為無(wú)功補(bǔ)償單元接入風(fēng)電場(chǎng)并網(wǎng)點(diǎn)公共母線,投入的SVC補(bǔ)償了無(wú)功,抑制了母線電壓波動(dòng),避免了風(fēng)速的變化使得母線電壓過(guò)低而出現(xiàn)風(fēng)機(jī)切機(jī)事故。 級(jí)聯(lián)H橋型STATCOM代表了STATCOM的發(fā)展方向,它的控制方法可分為電流間接控制和電流直接控制兩大類,現(xiàn)在主要應(yīng)用的均為電流間接控制法。為進(jìn)一步提高無(wú)功補(bǔ)償?shù)膭?dòng)態(tài)性能,在分析級(jí)聯(lián)H橋型STATCOM的工作原理和拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)的基礎(chǔ)上,將采用載波相移脈寬調(diào)制(CPS-SPWM)方式并結(jié)合模糊自適應(yīng)PI原理的改進(jìn)型電流直接控制方法應(yīng)用于級(jí)聯(lián)H橋型STATCOM的控制器設(shè)計(jì),并將所設(shè)計(jì)的STATCOM作為無(wú)功補(bǔ)償單元接入風(fēng)電場(chǎng)并網(wǎng)點(diǎn)公共母線,仿真驗(yàn)證了所設(shè)計(jì)的STATCOM對(duì)風(fēng)電場(chǎng)并網(wǎng)點(diǎn)公共母線的穩(wěn)壓作用。相比于SVC,應(yīng)用STATCOM母線電壓的變化更為平緩,更接近1.0pu,可達(dá)到更好的穩(wěn)壓效果。 【關(guān)鍵詞】：靜止無(wú)功補(bǔ)償器 靜止同步補(bǔ)償器 風(fēng)電場(chǎng) 級(jí)聯(lián)H橋
【學(xué)位授予單位】：東北石油大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2011
【分類號(hào)】：TM721.2;TM614
【目錄】：

• 摘要4-5
• ABSTRACT5-6
• 創(chuàng)新點(diǎn)摘要6-9
• 第一章 緒論9-18
• 1.1 研究背景9-12
• 1.1.1 世界能源問(wèn)題的挑戰(zhàn)與機(jī)遇9-10
• 1.1.2 國(guó)際風(fēng)力發(fā)電研究應(yīng)用現(xiàn)狀10-11
• 1.1.3 我國(guó)風(fēng)力發(fā)電技術(shù)研究現(xiàn)狀11-12
• 1.2 并網(wǎng)型風(fēng)力發(fā)電系統(tǒng)對(duì)電網(wǎng)造成的影響12-13
• 1.2.1 并網(wǎng)型風(fēng)力發(fā)電系統(tǒng)簡(jiǎn)介12
• 1.2.2 風(fēng)電場(chǎng)并網(wǎng)對(duì)電網(wǎng)產(chǎn)生的影響12-13
• 1.3 風(fēng)電場(chǎng)的無(wú)功補(bǔ)償原理13-14
• 1.4 柔性交流輸電技術(shù)發(fā)展及應(yīng)用狀況簡(jiǎn)介14-15
• 1.5 各種無(wú)功補(bǔ)償設(shè)備在風(fēng)力發(fā)電系統(tǒng)無(wú)功補(bǔ)償中的應(yīng)用現(xiàn)狀15-17
• 1.5.1 并聯(lián)電力電容器應(yīng)用于風(fēng)力發(fā)電系統(tǒng)無(wú)功補(bǔ)償?shù)难芯楷F(xiàn)狀15-16
• 1.5.2 SVC 應(yīng)用于風(fēng)力發(fā)電系統(tǒng)無(wú)功補(bǔ)償?shù)难芯楷F(xiàn)狀16
• 1.5.3 STATCOM 應(yīng)用于風(fēng)力發(fā)電系統(tǒng)無(wú)功補(bǔ)償?shù)难芯楷F(xiàn)狀16-17
• 1.6 本文研究的主要內(nèi)容17-18
• 第二章 恒速恒頻風(fēng)力發(fā)電機(jī)組的工作原理及建模仿真18-33
• 2.1 風(fēng)力發(fā)電機(jī)組的組成18-19
• 2.2 風(fēng)力發(fā)電機(jī)組的分類與基本結(jié)構(gòu)19-22
• 2.2.1 恒速恒頻風(fēng)力發(fā)電機(jī)組基本結(jié)構(gòu)19-20
• 2.2.2 變速恒頻風(fēng)力發(fā)電機(jī)組基本結(jié)構(gòu)20-22
• 2.3 風(fēng)力發(fā)電的基本原理22-25
• 2.3.1 風(fēng)速模型22-23
• 2.3.2 風(fēng)能的計(jì)算23-24
• 2.3.3 風(fēng)能轉(zhuǎn)化效率24-25
• 2.4 異步發(fā)電機(jī)的基本原理與運(yùn)行特性25-28
• 2.4.1 異步電機(jī)的機(jī)械特性25-26
• 2.4.2 異步電機(jī)的穩(wěn)態(tài)數(shù)學(xué)模型26-27
• 2.4.3 異步電機(jī)的動(dòng)態(tài)數(shù)學(xué)模型27-28
• 2.5 風(fēng)力發(fā)電并網(wǎng)系統(tǒng)仿真28-32
• 2.5.1 仿真軟件MATLAB 簡(jiǎn)介28
• 2.5.2 風(fēng)電場(chǎng)的電氣主接線形式28
• 2.5.3 系統(tǒng)的算例仿真建模28-30
• 2.5.4 各種風(fēng)速情況下的模擬仿真30-32
• 2.6 本章小結(jié)32-33
• 第三章 SVC 在風(fēng)電場(chǎng)無(wú)功補(bǔ)償中的應(yīng)用33-54
• 3.1 靜止無(wú)功補(bǔ)償器(SVC)的工作原理33-37
• 3.1.1 靜止無(wú)功補(bǔ)償器(SVC)的分類33
• 3.1.2 SVC 裝置的補(bǔ)償原理33-37
• 3.2 模糊控制及PID 控制的基本原理37-42
• 3.2.1 模糊邏輯理論的提出及實(shí)際意義37
• 3.2.2 模糊控制的基本原理37-39
• 3.2.3 模糊控制器的分類39-40
• 3.2.4 單變量模糊控制器設(shè)計(jì)步驟40-41
• 3.2.5 PID 控制41-42
• 3.3 SVC 的一般控制方法42
• 3.4 SVC 模糊-PI 復(fù)合控制器設(shè)計(jì)42-48
• 3.4.1 模糊-PI 復(fù)合控制器的基本結(jié)構(gòu)42-43
• 3.4.2 SVC 的模糊-PI 復(fù)合控制器的設(shè)計(jì)43-48
• 3.5 SVC 接入風(fēng)力發(fā)電系統(tǒng)的仿真分析48-53
• 3.5.1 SVC 的MATLAB 建模48-49
• 3.5.2 SVC 接入10kV 母線仿真49-51
• 3.5.3 SVC 裝置接入風(fēng)力發(fā)電系統(tǒng)仿真51-53
• 3.6 本章小結(jié)53-54
• 第四章 級(jí)聯(lián)型 STATCOM 在風(fēng)電場(chǎng)無(wú)功補(bǔ)償中的應(yīng)用54-74
• 4.1 大功率STATCOM 的分類54-55
• 4.1.1 大功率STATCOM 的發(fā)展54
• 4.1.2 大功率STATCOM 主電路的拓?fù)浞诸?/span>54-55
• 4.2 級(jí)聯(lián)型STATCOM 的工作原理55-58
• 4.3 級(jí)聯(lián)H 橋型STATCOM 的主電路結(jié)構(gòu)58-59
• 4.4 級(jí)聯(lián)H 橋型STATCOM 調(diào)制策略59
• 4.5 級(jí)聯(lián)H 橋型STATCOM 的電流直接控制策略59-62
• 4.6 采用模糊自適應(yīng)PI 的改進(jìn)型電流直接控制方法62-65
• 4.6.1 模糊自適應(yīng)PI 控制原理62-63
• 4.6.2 模糊自適應(yīng)PI 控制對(duì)電流直接控制方法的改進(jìn)63
• 4.6.3 模糊自適應(yīng)PI 控制規(guī)則的設(shè)計(jì)63-65
• 4.7 級(jí)聯(lián)H 橋型STATCOM 的MATLAB 建模仿真65-69
• 4.8 級(jí)聯(lián)H 橋型STATCOM 接入風(fēng)力發(fā)電系統(tǒng)仿真分析69-72
• 4.9 本章小結(jié)72-74
• 結(jié)論74-75
• 參考文獻(xiàn)75-79
• 發(fā)表文章目錄79-80
• 致謝80-81
• 詳細(xì)摘要81-89

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異步電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)子磁鏈觀測(cè)方法的比較與研究    潘峰;

風(fēng)力發(fā)電現(xiàn)狀及展望    劉文洲

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大功率STATCOM裝置IGBT吸收電路參數(shù)的多目標(biāo)優(yōu)化設(shè)計(jì)    馬國(guó)喜,李正國(guó),羅安,楊勇

確定模糊控制最少推理規(guī)則數(shù)量的原則    曹恒,孫寶元,段軍,潘大德,李天福

基于遺傳算法的SVC非線性控制器參數(shù)優(yōu)化    顏楠楠,張鵬翔

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    李善同　何建武　李笑蓉

新型直流輸電及其相關(guān)技術(shù)研究    張桂斌

變速恒頻風(fēng)力發(fā)電關(guān)鍵技術(shù)研究    卞松江

變速恒頻風(fēng)電機(jī)組并網(wǎng)運(yùn)行模型研究及其應(yīng)用    申洪

大型風(fēng)電場(chǎng)電壓穩(wěn)定性分析與控制研究    潘文霞

變速恒頻風(fēng)力發(fā)電系統(tǒng)運(yùn)行與控制研究    劉其輝

基于級(jí)聯(lián)多電平逆變器的STATCOM及其控制策略研究    許湘蓮

靜止無(wú)功補(bǔ)償器D-STATCOM的研究    王超

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時(shí)代電氣與阿海琺簽訂戰(zhàn)略合作協(xié)議    矯陽(yáng)

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東北電科院 以新支點(diǎn)助力智能電網(wǎng)建設(shè)    趙永華

美加大停電給我們什么警示？    

新型固態(tài)限流器及其對(duì)電力系統(tǒng)影響研究    陳剛

    Mohammed Osman Hassan Mohammed Zain

風(fēng)力發(fā)電對(duì)電網(wǎng)電壓的影響及對(duì)策研究    王海濤

柔性交流輸電裝備過(guò)電流試驗(yàn)方法的研究    賀之淵

柔性交流輸電FACTS裝置運(yùn)行的交互影響研究    朱益華

含柔性交流輸電設(shè)備的電網(wǎng)可靠性評(píng)估及優(yōu)化配置模型研究    楊曉嵩

電磁兼容用測(cè)量?jī)x器高頻傳遞函數(shù)的建模方法    趙坤

基于DSP的無(wú)功補(bǔ)償裝置的研究    程廣東

基于級(jí)聯(lián)H橋型無(wú)功補(bǔ)償控制系統(tǒng)的研究    劉軍華

FACTS和HVDC間的交互影響分析及控制策略研究    李海琛

統(tǒng)一潮流控制器并聯(lián)變流器的設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn)    劉小園

含靜止同步串聯(lián)補(bǔ)償器的單機(jī)系統(tǒng)非線性變結(jié)構(gòu)控制策略研究    錢碧甫