分散式风电场提高电压合格率的无功控制方法研究

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1、沈阳工业大学硕士学位论文分散式风电场提高电压合格率的无功控制方法研究ReactivePowerControlMethodBasedonImproveVoltageQualificationRateofDistributedWindFarm作者：刘志武单位：电气工程学院指导教师：苑舜教授单位：沈阳工业大学协助指导教师：邢作霞副教授单位：沈阳工业大学单位：论文答辩日期：2015年3月1日学位授予单位：沈阳工业大学摘要分散式风电场是指将风电升压后直接接入农网或低压电网。与常规的大规模集中式风电场方式相比，避免了大范围的“弃风”、“窝电”等问题，同时分散式风电与已有电

2、力系统充分结合，可以形成高效灵活的供电系统，提高电网的用电可靠性。但目前大多数分散式风电场仅依靠无功补偿设备对其进行无功电压控制，并未充分利用含变流器的风电机组这一无功电源，故针对提高分散式风电场控制点电压合格率，本文在无功电压协调控制方面做了如下研究：首先，研究风轮机的动态建模，并利用PSCAD对风速进行模拟仿真，模拟风速包含四个基本风速分量模型，通过对四种风速分量的仿真最终得到这四种风速下的合成风速。依据风电场功率转速特性，讨论了风电场的最大风能捕获原理。同时针对风电系统的主流机型,掌握其发电原理，建立其数学模型,并通过PSCAD仿真软件对其进行动态建模。

3、其次，研究双馈式风电机组的变流器控制方式，讨论其变流器的无功输出能力，在此基础之上，分析了分散式风电场无功电压控制方法中的无功整定层和无功分配层，并了解分散式风电场监测点电压的设置方法和电压合格率的计算方法。最后，研究各无功补偿设备对控制点电压合格率的影响，比较各设备的无功电压调节优劣性。结合工程实际，对国电北镇杨家店分散式风电场进行PSCAD仿真，依据本文所提出的基于风电场内发电机、集电线路和箱式变压器的网损最小目标函数，利用等微增率法对该目标函数求最优值，按照该最优值能有效减少分散式风电场的网损。实际工程验证表明，该无功电压协调控制方案不仅提高了控制点电压

4、合格率，而且也对风电场的经济运行具有积极作用。关键词：分散式风电场，双馈式风电机组，电压合格率，无功电压协调控制，网损IAbstractDistributedwindfarmmeanthatwindfarmdirectaccesstoruralpowerorlow-voltagegrid,comparedwiththeconventionallarge-scalecentralizedwindfarm,whichisawaytoavoidawiderangeof"abandoningthewind","leftpower",andsoon,whiledistr

5、ibutedwindpowercanbefullyintegratedwiththeexistingpowersystem,itcanformahighlyefficientandflexiblepowersupplysystemtoimprovethereliabilityofthegrid.Butmostdistributedwindfarmreactivepowerandvoltagecontrolrelyonreactivepowercompensationequipment,whichdidnotmakefulluseofthewindturbine

6、relyingonconverterreactivepower.Inordertoimprovedistributedwindfarmcontrolpointvoltagequalificationrate,incoordinationreactivepowerandvoltagecontrol,thepapermadethefollowingresearch:First,dynamicmodelofwindturbineresearchandusePSCADsimulationofwindspeed,windspeedsimulationmodelconsi

7、stsoffourbasiccomponents,throughthefourbasiccomponentssimulationandgetthesyntheticwindspeedfinally.Basedwindfarmpower-speedcharacteristics,discussingtheprinciplesofmaximumwindenergycapture.Basedonthewindpowersystemmainstreammodels,thepapergraspthepowerprinciple,establishdynamicmathe

8、maticalmodelthrough