風電場經(jīng)柔性直流輸電并網(wǎng)動態(tài)行為仿真研究.pdf

1、風電是綠色新能源，在環(huán)境日益受到制約的情況下，能源危機日趨嚴重，而風能則是解決問題的可行辦法之一。由于風電具有間歇性和隨機性，其直接并網(wǎng)對電網(wǎng)的影響亦較大，而通過柔性直流輸電來解決風電并網(wǎng)問題則是較理想的方式?；谀K化多電平換流器(MMC)型直流輸電并網(wǎng)的風電，無論是MMC的調(diào)制方式與控制技術(shù)，還是并網(wǎng)系統(tǒng)的故障穿越能力分析，都有待深入研究。
　　論文正是特別關(guān)注了MMC的換流機理，風電機組的數(shù)學模型，并在此基礎(chǔ)上進行了詳細的研

2、究，取得的主要成果如下:
　　(1)結(jié)合MMC換流器的特點，綜合比較了以往調(diào)制方式，其要么開關(guān)頻率較高，要么實現(xiàn)復雜;提出了新型的靈活逼近調(diào)制策略(FAM)，分析了FAM的諧波特性與開關(guān)頻率;在系統(tǒng)參數(shù)給定的情況下，F(xiàn)AM能實現(xiàn)最小的開關(guān)頻率，且諧波畸變率幾乎不受影響;其實現(xiàn)簡單，參數(shù)調(diào)節(jié)靈活，仿真比較表明，其開關(guān)頻率僅為NLM的20％，在解決MMC型換流器開關(guān)頻率問題上具有獨特優(yōu)勢。
　　(2)設(shè)計了MMC-HVDC的外環(huán)

3、功率控制器，包括定有功功率、定直流電壓、定無功功率、定交流電壓;分析了基于異步電機的風電場的電源特性，得出異步發(fā)電機系統(tǒng)通過MMC-HVDC并網(wǎng)輸電時，只能采用無源網(wǎng)絡(luò)控制方式;設(shè)計了柔性直流輸電的無源網(wǎng)絡(luò)控制方式解決風電并網(wǎng)，并得到了驗證。
　　(3)針對故障穿越問題，分析比較以往的靜止限流，提出了動態(tài)限流的方法，使其在故障期間實現(xiàn)最大有功功率輸送;對比分析了負序電流環(huán)和負序電壓補償法抑制負序電流兩種方法，得出前者能實現(xiàn)長時間負

4、序電流抑制，但實現(xiàn)復雜，后者則只針對短期抑制有效;為了提高并網(wǎng)系統(tǒng)的故障穿越能力，提出了動態(tài)改變整流器的輸出電壓頻率，實現(xiàn)調(diào)頻提速控制，使風電轉(zhuǎn)子儲能提升故障穿越能力。
　　(4)綜上所提控制策略，針對風電場基于交流輸電并網(wǎng)和柔性直流輸電并網(wǎng)，比較了兩種并網(wǎng)方式，在不同的短路故障情況下，其各自的故障穿越特性;仿真比較得出，風電場交流線路直接并網(wǎng)，在交流電網(wǎng)故障時對風電的運行影響較大，無論是轉(zhuǎn)速穩(wěn)定或是過電流影響;而經(jīng)柔性直流并網(wǎng)，