風(fēng)電機(jī)組的大規(guī)模并網(wǎng)會(huì)降低電力系統(tǒng)的整體慣性,影響系統(tǒng)的頻率穩(wěn)定性,因此研究風(fēng)電場(chǎng)參與系統(tǒng)調(diào)頻過程十分必要。參與調(diào)頻過程的風(fēng)電場(chǎng)通常采用單機(jī)等值模型,由于風(fēng)電場(chǎng)不同風(fēng)速下的風(fēng)電機(jī)組調(diào)頻能力存在差異,單機(jī)等值模型很難滿足精度要求,傳統(tǒng)的交直流并網(wǎng)調(diào)頻控制策略也存在一定的局限性。本文基于直驅(qū)風(fēng)電機(jī)組,就機(jī)組的建模、適用于調(diào)頻控制的風(fēng)電場(chǎng)等值建模和交直流并網(wǎng)調(diào)頻控制策略展開研究。研究了直驅(qū)風(fēng)電機(jī)組的本體模型和穩(wěn)態(tài)控制模型,針對(duì)風(fēng)電機(jī)組參與系統(tǒng)調(diào)頻過程,在有功功率控制環(huán)節(jié)附加轉(zhuǎn)子慣性調(diào)頻控制策略,包括虛擬慣性控制、下垂控制和綜合控制。在PSCAD/EMTDC仿真平臺(tái)上搭建風(fēng)電場(chǎng)模型和同步發(fā)電機(jī)模型,接入或者切除負(fù)荷使系統(tǒng)頻率下降或者上升,驗(yàn)證調(diào)頻控制策略的有效性。驗(yàn)證結(jié)果表明虛擬慣性控制可以減小頻率的變化率,下垂控制可以減小頻率的變化范圍,綜合控制結(jié)合兩者優(yōu)點(diǎn),調(diào)頻效果最優(yōu)。為彌補(bǔ)風(fēng)電場(chǎng)單機(jī)等值模型參與調(diào)頻控制精度低的問題,對(duì)不同風(fēng)速下的風(fēng)電場(chǎng)參與調(diào)頻時(shí)系統(tǒng)頻率曲線進(jìn)行分析,提出適用于頻率控制的風(fēng)電場(chǎng)等值方法。根據(jù)頻率曲線的聚群特性,得到分群指標(biāo),系統(tǒng)頻率下降和頻率上升時(shí)分群指標(biāo)不同,按照分群指標(biāo)劃分風(fēng)電機(jī)組,將各群內(nèi)的風(fēng)電機(jī)組等值為單臺(tái),整個(gè)風(fēng)電場(chǎng)等值為多臺(tái)風(fēng)機(jī)。利用實(shí)際風(fēng)速對(duì)等值方法進(jìn)行仿真驗(yàn)證,結(jié)果表明本文提出的等值方法相較于單機(jī)等值模型具有更好的等值效果。分析電力系統(tǒng)的頻率特性和系統(tǒng)慣性對(duì)頻率特性的影響,針對(duì)風(fēng)電場(chǎng)交流并網(wǎng)參與調(diào)頻過程,研究風(fēng)電滲透率和調(diào)頻控制系數(shù)對(duì)頻率特性的影響。綜合考慮直驅(qū)風(fēng)電機(jī)組中存儲(chǔ)的有效動(dòng)能,計(jì)算虛擬慣性時(shí)間常數(shù),并且基于虛擬慣性時(shí)間常數(shù)提出自適應(yīng)系數(shù)調(diào)頻控制方法,為系統(tǒng)提供有效功率支撐的同時(shí)保證自身的安全穩(wěn)定運(yùn)行。建立直驅(qū)風(fēng)電場(chǎng)經(jīng)MMC-HVDC并入電網(wǎng)的綜合系統(tǒng)模型,針對(duì)風(fēng)電場(chǎng)經(jīng)直流并網(wǎng)參與調(diào)頻附加通信環(huán)節(jié)存在延遲時(shí)間的問題,提出風(fēng)電場(chǎng)和MMC協(xié)調(diào)頻率控制策略,主要包括GSMMC直流電壓控制、WFMMC頻率控制和風(fēng)電場(chǎng)有功功率控制。研究直流電壓控制系數(shù)和有功功率控制系數(shù)對(duì)協(xié)調(diào)控制效果的影響,最后仿真驗(yàn)證了所提協(xié)調(diào)控制策略在系統(tǒng)頻率下降和系統(tǒng)頻率上升時(shí)的調(diào)頻效果。
【學(xué)位單位】：哈爾濱工業(yè)大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位年份】：2019
【中圖分類】：TM614
【部分圖文】：

.2 機(jī)側(cè)變換器控制模型機(jī)側(cè)變換器用來實(shí)現(xiàn)永磁發(fā)電機(jī)和整個(gè)系統(tǒng)的運(yùn)行控制，其控制的有影響直驅(qū)風(fēng)電機(jī)組的運(yùn)行性能和與電網(wǎng)相連的穩(wěn)定性。機(jī)側(cè)變換器一般采用磁鏈定向的控制策略，在同步旋轉(zhuǎn) dq 坐標(biāo)系下控制，控制sdi 0，把該式帶入式（2-6），可以得到： e sd sd sq sq f sq fT 1.5 pi L L 1.5 pi 1.5pi 根據(jù)式（2-5），d 軸和 q 軸間存在耦合關(guān)系，可以在控制環(huán)節(jié)中加節(jié)，從而有效解耦 d 軸和 q 軸分量，實(shí)現(xiàn) dq 軸電壓對(duì)電流的獨(dú)立控使電流實(shí)際值跟隨電流參考值變化，可以在式（2-5）中加入前饋環(huán)控制環(huán)節(jié)作用于電流內(nèi)環(huán)： I*sd P sd sd e sq sqI*sq P sq sq e sd sd e fKu K i i L isKu K i i L is 根據(jù)上述控制原理，機(jī)側(cè)變換器控制模型如圖 2-6 所示。

機(jī)側(cè)變換器控制模型中，外環(huán)為功率環(huán)，可以實(shí)現(xiàn)最大風(fēng)能追蹤，內(nèi)環(huán)環(huán)，控制產(chǎn)生 dq 電壓參考值，然后經(jīng)過 dq 坐標(biāo)系到 abc 坐標(biāo)系變換，計(jì)算壓參考值，經(jīng)過 PWM 控制輸出開關(guān)信號(hào)從而控制機(jī)側(cè)變換器中開關(guān)器件的.3.3 網(wǎng)側(cè)變換器控制模型網(wǎng)側(cè)變換器可以產(chǎn)生交流電送入電網(wǎng)，保持直流母線電壓穩(wěn)定，同時(shí)將率和無功功率進(jìn)行解耦。網(wǎng)側(cè)變換器一般采用電網(wǎng)電壓定向的控制策略，旋轉(zhuǎn) dq 坐標(biāo)系下，電網(wǎng)電壓 d 軸定向，則電壓可以表示為：d dq0u uu （將式（2-15）帶入式（2-10），可以得到：g d dg d qP u iQ u i （根據(jù)式（2-16），網(wǎng)側(cè)變換器輸出的有功功率與無功功率之間不存在耦合關(guān)以單獨(dú)控制。圖 2-7 表示網(wǎng)側(cè)變換器的控制模型。

主要采用轉(zhuǎn)子慣性控制方法，綜合控制�？刂瓢l(fā)生變化時(shí)，系統(tǒng)的慣性可以防止頻率發(fā)生間調(diào)整有功出力來參與調(diào)頻過程。風(fēng)電機(jī)組變轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)速，將存儲(chǔ)的動(dòng)能釋放出來，為系通過全功率變換器與電網(wǎng)相連，不能主動(dòng)為組中虛擬產(chǎn)生較大的調(diào)頻慣性。虛擬慣性控機(jī)組的有功輸出，圖 2-8 表示虛擬慣性控制的功率可以表示為：indfP Kdt 慣性系數(shù)；實(shí)際頻率(Hz)。
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3 ;2008年全國(guó)頻率控制技術(shù)年會(huì)在北京召開[J];宇航計(jì)測(cè)技術(shù);2009年01期

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8 D. J. Castaldo ,陳漢東;粉碎自動(dòng)化頻率控制裝置[J];糧食與飼料工業(yè);1990年01期

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本文編號(hào)：2860854