風(fēng)力發(fā)電場(chǎng)自啟動(dòng)及運(yùn)行控制技術(shù)研究.pdf

1、隨著雙饋異步風(fēng)電機(jī)組(DFIG)的大規(guī)模應(yīng)用，針對(duì)DFIG的控制研究也成為風(fēng)力發(fā)電的研究熱點(diǎn)。在電網(wǎng)發(fā)生故障導(dǎo)致風(fēng)電機(jī)組脫網(wǎng)時(shí)，傳統(tǒng)的風(fēng)機(jī)控制需要并網(wǎng)啟動(dòng)，這進(jìn)一步加重了電網(wǎng)運(yùn)行的負(fù)擔(dān)。隨著電力電子技術(shù)的發(fā)展，可以由風(fēng)電場(chǎng)實(shí)現(xiàn)自啟動(dòng)并為重要負(fù)荷供電，進(jìn)一步實(shí)現(xiàn)并網(wǎng)發(fā)電，增強(qiáng)電網(wǎng)運(yùn)行的健壯性。因此，有必要開展在脫網(wǎng)條件下風(fēng)電場(chǎng)的自啟動(dòng)與運(yùn)行控制方法的研究。本文主要研究工作如下:
　　(1)研究了DFIG的自啟動(dòng)模型以及其電壓、頻率的

2、響應(yīng)特性。通過(guò)詳細(xì)研究DFIG的運(yùn)行原理與結(jié)構(gòu)，選取并推導(dǎo)了適合其自啟動(dòng)研究所需要的動(dòng)態(tài)模型。同時(shí)詳細(xì)研究了DFIG的電壓以及頻率響應(yīng)特性，研究表明DFIG可以參與到風(fēng)電場(chǎng)自啟動(dòng)的電壓、頻率控制過(guò)程中。
　　(2)提出了基于儲(chǔ)能系統(tǒng)的DFIG自啟動(dòng)控制方法。以脫網(wǎng)運(yùn)行下的DFIG動(dòng)態(tài)模型為研究對(duì)象，進(jìn)一步設(shè)計(jì)了采用反饋線性控制算法的風(fēng)電機(jī)組自啟動(dòng)控制模型。提出了一種DFIG自啟動(dòng)控制方法，其將自啟動(dòng)控制過(guò)程分為:自激啟動(dòng)、電壓調(diào)節(jié)

3、、頻率調(diào)整三個(gè)階段，各階段對(duì)變流器采用不同的控制模型和開關(guān)規(guī)則，并通過(guò)時(shí)域仿真驗(yàn)證了控制方法的有效性和穩(wěn)定性。
　　(3)提出了基于STATCOM/BESS的風(fēng)電場(chǎng)啟動(dòng)與運(yùn)行控制方法。詳細(xì)研究了STATCOM/BESS的數(shù)學(xué)模型，并給出了功率解耦控制方法;提出了在STATCOM/BESS的支撐下具備自啟動(dòng)能力的DFIG風(fēng)電機(jī)群與常規(guī)DFIG風(fēng)電機(jī)群的面向接入點(diǎn)控制方法。該方法主要針對(duì)DFIG風(fēng)電場(chǎng)運(yùn)行的不同工況，一共分為自啟動(dòng)控制

4、、電能質(zhì)量控制與協(xié)調(diào)啟動(dòng)控制三個(gè)階段。通過(guò)時(shí)域仿真驗(yàn)證了該方法可以實(shí)現(xiàn)整個(gè)風(fēng)電場(chǎng)的穩(wěn)定啟動(dòng)與運(yùn)行控制。
　　(4)提出了基于模糊自適應(yīng)算法的風(fēng)電場(chǎng)啟動(dòng)與運(yùn)行控制方法?？紤]到在風(fēng)電場(chǎng)的整體運(yùn)行控制中，不同階段對(duì)于有功和無(wú)功設(shè)備的需求不同，控制器單一的整定參數(shù)無(wú)法滿足總體最優(yōu)的需求，因此在面向接入點(diǎn)控制的基礎(chǔ)上提出了STATCOM/BESS與DFIG的協(xié)調(diào)控制方法。該協(xié)調(diào)控制方法以模糊自適應(yīng)控制算法為基礎(chǔ)，通過(guò)檢測(cè)系統(tǒng)中電壓與頻率的偏