本文關(guān)鍵詞：含風(fēng)電場(chǎng)VSC-MTDC系統(tǒng)的功率協(xié)調(diào)控制策略研究

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【摘要】：隨著綠色可再生能源在現(xiàn)代電力系統(tǒng)中滲透率的不斷提高,它給現(xiàn)代電網(wǎng)帶來(lái)諸多優(yōu)勢(shì)的同時(shí)也對(duì)其運(yùn)行的安全性和穩(wěn)定性提出了挑戰(zhàn)。由于我國(guó)大規(guī)�？稍偕茉刺貏e是風(fēng)力發(fā)電一般處在內(nèi)陸西北地區(qū),然而電力消耗大戶(hù)處在東部與東南沿海地區(qū),實(shí)現(xiàn)大容量的西電東送和南北互補(bǔ)的全國(guó)互聯(lián)電網(wǎng)的發(fā)展戰(zhàn)略是我國(guó)目前能源分布的客觀要求,我國(guó)輸電的主要發(fā)展方向?yàn)榛陔妷涸磽Q流站的多端直流輸電(Multi-Terminal Direct Current based on Voltage Source Converter,VSC-MTDC)。本文主要針對(duì)含風(fēng)電場(chǎng)的VSC-MTDC系統(tǒng),對(duì)系統(tǒng)的功率協(xié)調(diào)控制策略進(jìn)行深入探討。建立了VSC-MTDC與雙饋風(fēng)電機(jī)組的數(shù)學(xué)模型,在此基礎(chǔ)上,分別設(shè)計(jì)了有源系統(tǒng)端VSC的電壓下垂控制策略和無(wú)源系統(tǒng)端VSC的定交流電壓控制策略。建立了一個(gè)含風(fēng)電場(chǎng)與3機(jī)9節(jié)點(diǎn)電網(wǎng)的VSC-MTDC系統(tǒng),通過(guò)PSCAD/EMTDC仿真,分析了接入3機(jī)9節(jié)點(diǎn)電網(wǎng)時(shí)VSC-MTDC系統(tǒng)的動(dòng)態(tài)特性,為風(fēng)電場(chǎng)VSC-MTDC系統(tǒng)的功率協(xié)調(diào)控制策略研究奠定了基礎(chǔ)。分析了VSC-MTDC系統(tǒng)常用的單一主站型、多重主站型及復(fù)合主站型控制策略的優(yōu)缺點(diǎn),提出了適用于VSC-MTDC系統(tǒng)的改進(jìn)復(fù)合主站型控制策略。電壓復(fù)合主站采用下垂系數(shù)可變的電壓下垂控制,系統(tǒng)功率波動(dòng)小時(shí)選擇合適的下垂系數(shù),令其補(bǔ)償系統(tǒng)功率波動(dòng)的同時(shí)保證直流電壓質(zhì)量;功率波動(dòng)大時(shí),令其專(zhuān)注于控制系統(tǒng)的直流電壓,系統(tǒng)的功率波動(dòng)由其余功率復(fù)合主站共同補(bǔ)償;當(dāng)電壓復(fù)合主站退出運(yùn)行時(shí),功率復(fù)合主站的控制方式自動(dòng)切換至直流電壓控制模式,保證系統(tǒng)的電壓質(zhì)量。提出了一種風(fēng)電機(jī)組參與功率調(diào)節(jié)時(shí),VSC-MTDC系統(tǒng)的功率協(xié)調(diào)控制策略。分別設(shè)計(jì)了風(fēng)電機(jī)組參與功率調(diào)節(jié)時(shí),風(fēng)電場(chǎng)側(cè)換流站的頻率輔助控制和風(fēng)電機(jī)組的控制。本文中將VSC-MTDC系統(tǒng)運(yùn)行分三種模式。模式I:系統(tǒng)的功率波動(dòng)全部由功率復(fù)合主站補(bǔ)償;模式II:系統(tǒng)的功率波動(dòng)由功率復(fù)合主站和電壓復(fù)合主站共同補(bǔ)償;模式III:系統(tǒng)的功率波動(dòng)超出了功率復(fù)合主站和電壓復(fù)合主站的功率調(diào)節(jié)范圍,需要風(fēng)電場(chǎng)參與調(diào)節(jié)。最后,進(jìn)行了相應(yīng)的協(xié)調(diào)控制系統(tǒng)設(shè)計(jì),通過(guò)仿真驗(yàn)證了所設(shè)計(jì)的協(xié)調(diào)控制策略的有效性。
【關(guān)鍵詞】：多端柔性直流輸電 風(fēng)電場(chǎng) 協(xié)調(diào)控制 改進(jìn)復(fù)合主站控制 頻率輔助控制
【學(xué)位授予單位】：哈爾濱工業(yè)大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2015
【分類(lèi)號(hào)】：TM614;TM721.1
【目錄】：

• 摘要4-5
• ABSTRACT5-9
• 第1章 緒論9-19
• 1.1 課題背景及研究的目的與意義9-10
• 1.2 VSC-HVDC輸電的技術(shù)優(yōu)勢(shì)10-11
• 1.3 VSC-MTDC系統(tǒng)的拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)與控制11-14
• 1.4 國(guó)內(nèi)外研究動(dòng)態(tài)14-17
• 1.4.1 風(fēng)電場(chǎng)經(jīng)VSC-HVDC并網(wǎng)的研究現(xiàn)狀14-15
• 1.4.2 VSC-MTDC系統(tǒng)的協(xié)調(diào)控制研究現(xiàn)狀15-16
• 1.4.3 風(fēng)電場(chǎng)與VSC-MTDC系統(tǒng)的協(xié)調(diào)控制研究現(xiàn)狀16-17
• 1.5 本文的主要研究工作17-19
• 第2章 含風(fēng)電場(chǎng)的VSC-MTDC系統(tǒng)建模及特性仿真19-35
• 2.1 引言19
• 2.2 風(fēng)電場(chǎng)與VSC-MTDC系統(tǒng)的建模及控制19-26
• 2.2.1 雙饋風(fēng)力發(fā)電機(jī)組的建模與基本控制19-23
• 2.2.2 VSC-MTDC系統(tǒng)的建模與VSC的基本控制23-26
• 2.3 含風(fēng)電場(chǎng)與多機(jī)交流電網(wǎng)的VSC-MTDC系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)與參數(shù)26-30
• 2.4 含風(fēng)電場(chǎng)與多機(jī)交流電網(wǎng)的VSC-MTDC系統(tǒng)特性30-34
• 2.4.1 VSC交流側(cè)三相短路時(shí)的系統(tǒng)特性30-32
• 2.4.2 VSC退出運(yùn)行時(shí)的系統(tǒng)特性32-33
• 2.4.3 功率階躍擾動(dòng)時(shí)的系統(tǒng)特性33-34
• 2.5 本章小結(jié)34-35
• 第3章VSC-MTDC系統(tǒng)的協(xié)調(diào)控制策略35-51
• 3.1 引言35
• 3.2 VSC-MTDC系統(tǒng)常用控制策略的比較35-38
• 3.3 改進(jìn)復(fù)合主站型控制策略38-42
• 3.3.1 改進(jìn)復(fù)合主站控制原理39-40
• 3.3.2 改進(jìn)復(fù)合主站本地控制器的設(shè)計(jì)40-42
• 3.3.3 改進(jìn)復(fù)合主站上層控制器的設(shè)計(jì)42
• 3.4 算例仿真42-50
• 3.4.1 風(fēng)電場(chǎng)風(fēng)速變化時(shí)的系統(tǒng)控制性能仿真43-45
• 3.4.2 系統(tǒng)功率頻繁擾動(dòng)時(shí)的系統(tǒng)控制性能仿真45-47
• 3.4.3 電壓復(fù)合主站退出運(yùn)行時(shí)的系統(tǒng)控制性能仿真47-49
• 3.4.4 通訊系統(tǒng)故障時(shí)的系統(tǒng)控制性能仿真49-50
• 3.5 本章小結(jié)50-51
• 第4章 風(fēng)電場(chǎng)與VSC-MTDC系統(tǒng)的協(xié)調(diào)控制策略51-63
• 4.1 引言51
• 4.2 風(fēng)電機(jī)組參與VSC-MTDC系統(tǒng)功率調(diào)節(jié)時(shí)的控制51-54
• 4.2.1 風(fēng)電場(chǎng)側(cè)VSC的控制51-53
• 4.2.2 風(fēng)電機(jī)組的控制53-54
• 4.3 風(fēng)電場(chǎng)接入VSC-MTDC的運(yùn)行模式與協(xié)調(diào)控制54-57
• 4.3.1 風(fēng)電場(chǎng)接入時(shí)VSC-MTDC的運(yùn)行模式55-56
• 4.3.2 風(fēng)電場(chǎng)接入時(shí)VSC-MTDC的協(xié)調(diào)控制56-57
• 4.4 算例仿真57-62
• 4.4.1 風(fēng)電場(chǎng)VSC-MTDC系統(tǒng)運(yùn)行在模式I的協(xié)調(diào)控制仿真57-59
• 4.4.2 風(fēng)電場(chǎng)VSC-MTDC系統(tǒng)運(yùn)行在模式II的協(xié)調(diào)控制仿真59-60
• 4.4.3 風(fēng)電場(chǎng)VSC-MTDC系統(tǒng)運(yùn)行在模式III的協(xié)調(diào)控制仿真60-62
• 4.5 本章小結(jié)62-63
• 結(jié)論63-64
• 參考文獻(xiàn)64-68
• 攻讀碩士學(xué)位期間發(fā)表的論文68-70
• 致謝70

【參考文獻(xiàn)】

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中國(guó)博士學(xué)位論文全文數(shù)據(jù)庫(kù) 前2條

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本文編號(hào)：953529