諧波電網電壓下含DFIG和PMSG的混合風電場群運行與控制研究.pdf

1、隨著世界各國對風能資源的大規(guī)模開發(fā)及風力發(fā)電技術的深入研究，根據不同風電機組各自的優(yōu)勢進行合理配置形成混合風電場群，尤其是由雙饋感應發(fā)電機(doubly-fed induction generator, DFIG)和永磁同步發(fā)電機(permanent magnet synchronous generator, PMSG)這兩種主流機型形成的混合風電場群，目前已成為舊風電場改造擴建及大容量新風電場建設的主要方式之一。我國風能資源大多集中于

2、三北地區(qū)和東南沿海島嶼，風電場接入點通常是電力系統(tǒng)環(huán)節(jié)最為薄弱的電網末梢，大量電力電子變流裝置的應用以及負荷的非線性等因素將不可避免地引入諧波污染，考慮利用不同風電機組的運行特性及其控制性能，通過對多種風電機組進行協(xié)調控制將有望提高整個混合風電場群在諧波電網電壓條件下的安全穩(wěn)定性及其并網端電網的電能質量。本文針對由DFIG和PMSG兩種主流風電系統(tǒng)組成的混合風電場群，從提高該類混合風電場群應對諧波電網電壓適應能力的角度出發(fā)，對諧波電網電

3、壓下混合風電場群的運行與控制展開深入研究。
　?、倩趯χC波電網電壓下DFIG和PMSG風電系統(tǒng)數學及控制模型的詳細分析，針對DFIG系統(tǒng)網側變換器(grid side converter, GSC)提出了兩個增強控制目標，并建立了含DFIG和PMSG的混合風電場群集中等值模型，通過仿真驗證了所建模型的有效性并分析了諧波電網電壓下該類混合風電場群的運行特性。
　?、谠敿毞治隽薉FIG型風電場GSC與轉子側變換器(rotor

4、side converter, RSC)的最大輸出諧波電流能力，并結合諧波電網電壓下GSC與RSC實現各控制目標所需的諧波電流幅值，確定了DFIG型風電場各控制目標的可控運行區(qū)域。在此基礎上，進一步提出了諧波電網電壓下DFIG型風電場的多目標協(xié)同控制策略，并通過仿真驗證了理論分析及不同工況下所提控制策略的有效性。
　　③詳細分析了PMSG型風電場GSC的最大輸出諧波電流能力，并結合諧波電網電壓下GSC實現各傳統(tǒng)控制目標所需的諧波電

5、流幅值，確定了PMSG型風電場各傳統(tǒng)控制目標的可控運行區(qū)域。基于此，進一步提出了諧波電網電壓下PMSG型風電場的多目標協(xié)同控制策略，并通過仿真驗證了所提控制策略的有效性。
　?、芑趯?PMSG型風電場抑制混合風電場群并網點諧波電壓控制策略的研究，提出了諧波電網電壓下含DFIG和PMSG的混合風電場群協(xié)調控制策略，并對不同工況下含DFIG和PMSG的混合風電場群進行仿真研究，研究結果表明，所提協(xié)調控制策略可有效改善該混合風電場群的