全功率驅(qū)動異步風電機組的直流聯(lián)網(wǎng)運行控制研究.pdf

1、隨著全球性能源問題日趨嚴峻，開發(fā)和利用清潔、廉價、無污染的新能源越來越多地受到人們的重視。與傳統(tǒng)交流電網(wǎng)相比，直流電網(wǎng)更適合分布式新能源的接入，并且具有穩(wěn)定性強、電能質(zhì)量好、無相位無功問題、損耗小等優(yōu)勢。本文對全功率驅(qū)動異步風電機組的直流聯(lián)網(wǎng)方式、直流電網(wǎng)的電壓分層優(yōu)化控制以及功率協(xié)調(diào)控制策略進行深入研究，完成的主要工作和成果如下：
　　(1)建立全功率驅(qū)動異步風電機組的數(shù)學模型，研究機側(cè)換流站和并網(wǎng)換流站工作原理以及控制策略，并

2、基于全功率驅(qū)動異步風電機組的結(jié)構(gòu)特點和換流站的功能，提出了利用DC/DC變流器來實現(xiàn)風電機組直流聯(lián)網(wǎng)的方法，又在此基礎上，通過互聯(lián)不同電壓等級的直流系統(tǒng)，構(gòu)建風電直流電網(wǎng)。
　　(2)針對風電直流電網(wǎng)在運行過程中可能出現(xiàn)的風速波動、負荷突增/突減以及風機脫網(wǎng)的情況，提出了一種電壓分層優(yōu)化控制策略，給予直流電網(wǎng)電壓一定的動態(tài)支撐。該控制根據(jù)直流電壓的變化協(xié)調(diào)各個換流站的控制策略，在直流電網(wǎng)受到外部擾動而不能穩(wěn)態(tài)運行后，也能通過自身的

3、調(diào)節(jié)找到新的穩(wěn)態(tài)工作點，提高直流電網(wǎng)電壓調(diào)節(jié)能力和系統(tǒng)穩(wěn)定性的同時，也保證了電網(wǎng)的安全可靠運行。
　　(3)對含有風力發(fā)電單元、負載單元和儲能系統(tǒng)的直流電網(wǎng)在各工況下，各端換流站的功率協(xié)調(diào)控制方式進行研究。綜合考慮直流電網(wǎng)的運行狀態(tài)和換流站功率裕量，歸納出風電直流電網(wǎng)的5種運行模式及其切換條件，避免了換流站過載，同時保證多種模式的平滑切換，并提出了基于并網(wǎng)換流器電流、直流母線電壓變化量以及蓄電池SOC等多變量的功率協(xié)調(diào)控制策略，既