【摘要】：隨著化石資源的枯竭,風(fēng)能逐漸受到了人們的關(guān)注。而海上風(fēng)電場相比陸地風(fēng)電場其效率更高,建設(shè)成本更低,因此更受到人們的青睞。通過交流輸電聯(lián)結(jié)海上風(fēng)電場具有一些缺點(diǎn):功率損耗大、電壓下降程度較高、交流電網(wǎng)可靠性下降。電力電子技術(shù)的快速發(fā)展使直流輸電技術(shù)得到了工程的應(yīng)用,基于模塊化多電平換流器(MMC)的第三代直流輸電技術(shù)能夠有效地解決風(fēng)電的并網(wǎng)問題。針對DFIG的數(shù)學(xué)模型和控制策略進(jìn)行了理論分析,利用PSCAD/EMTDC仿真平臺建立了雙饋風(fēng)機(jī)模型,通過仿真驗證了搭建的風(fēng)機(jī)模型能夠正確地反應(yīng)實際風(fēng)機(jī)特性。分析了MMC和MMC-HVDC輸電系統(tǒng)的工作原理和控制方法,針對MMC-HVDC輸電系統(tǒng)設(shè)計了雙閉環(huán)控制策略,利用PSCAD/EMTDC仿真平臺搭建了兩端MMC-HVDC輸電系統(tǒng),通過仿真驗證了雙閉環(huán)控制策略的有效性。研究了聯(lián)結(jié)風(fēng)電場的兩端MMC-HVDC輸電系統(tǒng),針對電網(wǎng)側(cè)發(fā)生對稱性故障情況,將直流電壓變化量轉(zhuǎn)換為頻率變化量送至風(fēng)電場側(cè)換流器,通過控制DFIG轉(zhuǎn)子速度使其儲存能量,從而調(diào)節(jié)風(fēng)電場輸出的有功功率,減小直流電壓在故障期間的波動;針對電網(wǎng)側(cè)發(fā)生不對稱故障情況,提出了控制策略能夠抑制故障期間系統(tǒng)的負(fù)序電流,并保證了故障期間輸入電網(wǎng)側(cè)的有功功率,降低了故障期間系統(tǒng)的不平衡功率。利用PSCAD/EMTDC仿真平臺,對并網(wǎng)點(diǎn)發(fā)生故障進(jìn)行了仿真分析,仿真結(jié)果表明了控制策略在故障期間抑制了直流電壓波動,使直流系統(tǒng)持續(xù)穩(wěn)定地運(yùn)行。詳細(xì)闡述了常見的三種多端MMC-HVDC控制策略:主從控制、多點(diǎn)電壓下降控制和直流功率協(xié)調(diào)控制。對三種策略進(jìn)行了仿真對比,分析了各自的優(yōu)缺點(diǎn)。提出了基于改進(jìn)電壓下降策略的協(xié)調(diào)控制方法,該方法根據(jù)聯(lián)接本地電網(wǎng)和遠(yuǎn)方電網(wǎng)的換流站的運(yùn)行狀態(tài)以及直流電壓的運(yùn)行范圍來切換不同的控制模式。利用PSCAD/EMTDC仿真平臺,建立了聯(lián)結(jié)風(fēng)電場的四端MMC-HVDC輸電系統(tǒng),分別對不同程度的風(fēng)電功率波動、電壓站退出運(yùn)行以及電網(wǎng)側(cè)發(fā)生三相故障等情況進(jìn)行了仿真分析,驗證了提出的控制策略能夠有效地提高系統(tǒng)運(yùn)行的可靠性。
【學(xué)位授予單位】：哈爾濱工業(yè)大學(xué)
【學(xué)位級別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2016
【分類號】：TM721.1

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本文編號：2579632