風(fēng)力發(fā)電中基于MCR的電壓穩(wěn)定及控制研究.pdf

1、當(dāng)今世界能源短缺和環(huán)境污染日趨嚴(yán)重，風(fēng)能作為一種可再生綠色能源，因其儲(chǔ)量豐富，它的開(kāi)發(fā)利用具有重要的現(xiàn)實(shí)意義。為此，世界各國(guó)競(jìng)相發(fā)展風(fēng)力發(fā)電技術(shù)，技術(shù)上不斷成熟，逐步完善。隨著風(fēng)力發(fā)電機(jī)組容量的不斷增大，如何提高其運(yùn)行效率、使風(fēng)能得到最大程度的利用已成為目前風(fēng)力發(fā)電技術(shù)研究的重要內(nèi)容，同時(shí)風(fēng)電機(jī)組發(fā)出的電能如何保持電壓穩(wěn)定，實(shí)現(xiàn)安全并網(wǎng)且達(dá)到低電壓穿越的標(biāo)準(zhǔn)也成為一個(gè)研究的熱點(diǎn)。
　　隨著并網(wǎng)機(jī)組的增多，勢(shì)必會(huì)造成電壓和功率因數(shù)的

2、下降，故要進(jìn)行相應(yīng)的無(wú)功補(bǔ)償。目前用于風(fēng)電場(chǎng)的無(wú)功補(bǔ)償裝置有MCR+FC型SVC，TCR型SVC及SVG等幾種方式，相比SVC，SVG最大的缺點(diǎn)是調(diào)節(jié)范圍小、控制復(fù)雜，技術(shù)不太成熟，本文將重點(diǎn)闡述MCR+FC動(dòng)態(tài)無(wú)功補(bǔ)償裝置。
　　本文首先介紹了風(fēng)力發(fā)電系統(tǒng)中各部分的模型，重點(diǎn)介紹了控制部分，采用槳距角控制和轉(zhuǎn)速、無(wú)功功率的控制方案，減少風(fēng)速擾動(dòng)對(duì)風(fēng)電系統(tǒng)輸出電壓穩(wěn)定的影響;接著介紹了風(fēng)電場(chǎng)的電氣接線方式和幾種常用的風(fēng)電場(chǎng)等值模型

3、，對(duì)風(fēng)電場(chǎng)中風(fēng)電機(jī)組進(jìn)行分區(qū)段等值，建立風(fēng)電場(chǎng)等值模型。
　　其次分析了磁控電抗器的工作原理，對(duì)磁控電抗器的工作特性進(jìn)行分析，包括對(duì)諧波特性、控制特性及伏安特性的分析;并對(duì)磁控電抗器的等效電路圖進(jìn)行簡(jiǎn)化，采用Matlab建立仿真模型;重點(diǎn)介紹了MCR+FC的控制方法。
　　接著分析風(fēng)力發(fā)電機(jī)組的并網(wǎng)問(wèn)題，介紹并網(wǎng)理論和風(fēng)電機(jī)組的并網(wǎng)方式;闡述并網(wǎng)產(chǎn)生低電壓穿越的理論以及各國(guó)的標(biāo)準(zhǔn)，為后續(xù)驗(yàn)證MCR補(bǔ)償效果奠定基礎(chǔ);分析了雙饋

4、異步電機(jī)的原理和動(dòng)態(tài)模型;重點(diǎn)介紹風(fēng)電場(chǎng)雙饋電機(jī)加裝Crowbar電路，來(lái)實(shí)現(xiàn)風(fēng)電場(chǎng)輸出端出現(xiàn)故障時(shí)，Crowbar電路將雙饋電機(jī)轉(zhuǎn)子側(cè)切除，使風(fēng)電機(jī)組能正常運(yùn)行，通過(guò)搭建Matlab模型來(lái)驗(yàn)證加裝Crowbar電路實(shí)現(xiàn)了低電壓穿越的要求。
　　最后，本文提出了MCR+FC的動(dòng)態(tài)無(wú)功補(bǔ)償措施，搭建了MCR+FC的動(dòng)態(tài)無(wú)功補(bǔ)償方案在風(fēng)電系統(tǒng)中的仿真模型，對(duì)比分析了在風(fēng)電場(chǎng)輸出波動(dòng)及電網(wǎng)故障時(shí)，加裝與未加裝MCR+FC無(wú)功補(bǔ)償裝置時(shí)風(fēng)