变速恒频风电机组接入系统的电压质量分析与控制

【摘要】： 风力发电的随机性、间歇性和不可控性,导致风电并网后会引起电压波动和闪变。随着风电容量的增加,风电引起的电压波动和闪变问题将成为制约风电场装机容量的主要因素之一。针对这一问题,本文建立了塔影效应等气动效应的近似数学模型,并将其纳入了风电机组的动态模型中；在PSCAD/EMTDC环境下建立了风电场模型,并接入IEEE 5节点系统,通过数字仿真分析了气动效应的影响程度；在公共连接点加装静止无功补偿器SVC,仿真比较了加装SVC前后系统的电压波动和闪变水平,结果表明SVC能有效改善风电场引起的电压波动和闪变。 【关键词】：风力发电 变速恒频 气动效应 电压闪变 静止无功补偿器
【学位授予单位】：华北电力大学（北京）
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2010
【分类号】：TM614
【目录】：

• 摘要4
• ABSTRACT4-7
• 第一章 引言7-11
• 1.1 选题背景7-8
• 1.2 国内外研究动态8-9
• 1.3 本文的主要工作9-11
• 第二章 变速恒频双馈风力发电机组动态模型11-23
• 2.1 变速恒频双馈风力发电机组的基本结构11
• 2.2 风速模型11-13
• 2.3 风力机模型13-14
• 2.4 传动系统模型14
• 2.5 双馈感应发电机模型14-15
• 2.6 控制系统模型15-22
• 2.6.1 变速恒频双馈风力发电机组的运行区域及控制目标15-16
• 2.6.2 电网侧变流器控制策略及相应模型16-18
• 2.6.3 转子侧变流器控制策略及相应模型18-21
• 2.6.4 桨距角控制模型21-22
• 2.7 本章小结22-23
• 第三章 大型风电场模型的建立23-32
• 3.1 塔影效应、风剪切和偏航误差的建模23-28
• 3.2 大型风电场简化模型28-31
• 3.2.1 风电机组的分组29-30
• 3.2.2 风电机组组群的模型等值30-31
• 3.3 本章小结31-32
• 第四章 风电场引起的电压质量问题32-40
• 4.1 电压波动和闪变的基本概念32-33
• 4.2 风电场引起电压波动和闪变的机理及影响因素33-34
• 4.3 电压波动和闪变的相关标准34-36
• 4.3.1 IEC 61400-21《并网风电机组电能质量测试和评估》34-35
• 4.3.2 GB 12326-2000《电能质量电压波动和闪变》35-36
• 4.4 风电引起闪变的测试系统及其仿真36-38
• 4.5 短时间闪变值P_(st)的计算方法38
• 4.6 本章小结38-40
• 第五章 风电场仿真模型的实现40-50
• 5.1 PSCAD/EMTDC仿真软件概述40
• 5.2 风电机组仿真模型40-46
• 5.2.1 原动机部分模型41-42
• 5.2.2 发电机电气部分模型42
• 5.2.3 发电机控制部分模型42-46
• 5.2.4 风电机组模型46
• 5.3 风电场接入系统模型46-47
• 5.4 闪变测试仪模型47-49
• 5.5 本章小结49-50
• 第六章 算例分析50-59
• 6.1 算例简介50-51
• 6.2 算例验证分析51-57
• 6.2.1 塔影效应等对风电场接入系统的电压影响验证分析51-55
• 6.2.2 加装SVC对公共连接点电压闪变的影响55-57
• 6.3 本章小结57-59
• 第七章 结论与展望59-61
• 参考文献61-65
• 致谢65-66
• 在学期间发表的学术论文和参加科研情况66

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