風(fēng)力發(fā)電系統(tǒng)柔性直流輸電控制策略研究

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1、分類號密級風(fēng)力發(fā)電系統(tǒng)柔性直流輸電控制策略研究研究生姓名：李勇指導(dǎo)教師姓名、職稱：朱曉青、教授學(xué)科專業(yè)：電氣工程研究方向：復(fù)雜機電系統(tǒng)的信息集成和協(xié)調(diào)控制湖南工業(yè)大學(xué)二○一五年六月十五日分類號密級.風(fēng)力發(fā)電系統(tǒng)柔性直流輸電控制策略研究StudyonthecontrolstrategyoftheflexibleHVDCtransmissionsystemforwindpowergenerationsystem研究生姓名：李勇指導(dǎo)教師姓名、職稱：朱曉青教授學(xué)科專業(yè)：電氣工程研究方向：復(fù)雜機電系統(tǒng)的信息集成和協(xié)調(diào)控制/V；論文答辯日期^>‘D答辯委員會主席_湖南工業(yè)大學(xué)二

2、〇一五年六月十五曰湖南工業(yè)大學(xué)學(xué)位論文原創(chuàng)性聲明本人鄭重聲明：所呈交的學(xué)位論文，是本人在導(dǎo)師的指導(dǎo)下，獨立進行研究工作所取得的成果。除文中已經(jīng)注明引用的內(nèi)容外，本論文不含任何其他個人或集體已經(jīng)發(fā)表或撰寫過的作品成果。對本課題的研究做出重要貢獻的個人和集體，均已在文中以明確方式標明。本人完全意識到本聲明的法律結(jié)果由本人承擔(dān)。作者簽名：德曰期：年?^月《曰湖南工業(yè)大學(xué)論文版權(quán)使用授權(quán)書本人了解湖南工業(yè)大學(xué)有關(guān)保留、使用學(xué)位論文的規(guī)定，g卩：學(xué)校有權(quán)保留蒙位論文，允許學(xué)位論文被查閱和借閱；學(xué)?？梢怨紝W(xué)位論文的全部或部分內(nèi)容，可以釆用復(fù)印、縮印或其他手段保存學(xué)位論文；學(xué)校

3、可根據(jù)國家或湖南省有關(guān)部門規(guī)定送交學(xué)位論文。摘要我國幅員遼闊，全國大部分地區(qū)蘊藏著豐富的風(fēng)能資源。因其具有清潔和可再生等特性，日益受到人們的偏愛?；谳旊娂夹g(shù)的制約，故風(fēng)力發(fā)電場規(guī)模不大。然而，隨著風(fēng)力發(fā)電技術(shù)的日益精湛、風(fēng)電場規(guī)模的不斷擴大，站點距離變遠，怎樣實現(xiàn)長距離大規(guī)模的電力輸送成為我們比較關(guān)注的問題。柔性直流輸電技術(shù)因其便于控制，可實現(xiàn)遠距離的電力傳輸。本文主要針對柔性直流輸電技術(shù)在風(fēng)力發(fā)電中的應(yīng)用作了分析研究。文章首先簡要介紹了永磁發(fā)電機以及風(fēng)力機的基本原理和相關(guān)的數(shù)學(xué)模型。建立了在dq同步旋轉(zhuǎn)坐標下的永磁直驅(qū)風(fēng)力發(fā)電系統(tǒng)的數(shù)學(xué)模型，基于轉(zhuǎn)子磁場矢量定向

4、技術(shù)，構(gòu)建了永磁發(fā)電機的有功、無功解耦控制策略；基于電網(wǎng)電壓矢量定向技術(shù)，構(gòu)建了輸電系統(tǒng)有功、無功功率的解耦控制策略。采用葉尖速比的方法實現(xiàn)了對風(fēng)能的最大跟蹤。然后將柔性直流輸電技術(shù)應(yīng)用到風(fēng)電場并網(wǎng)和無源網(wǎng)絡(luò)負荷供電中，該系統(tǒng)充分利用永磁直驅(qū)風(fēng)電機組與柔性直流輸電技術(shù)的各自優(yōu)點，提出適用于風(fēng)電場的實際運行情況的控制策略。因為在風(fēng)電場側(cè)的換流站需要將風(fēng)電場側(cè)產(chǎn)生的功率及時的傳送出去，并且要保持交流母線的電壓穩(wěn)定，以保證風(fēng)電場有功功率的傳輸，所以在送端站的控制器采用定有功功率和定無功功率的控制方法。而在電網(wǎng)側(cè)的換流站需要保持兩端換流站功率的平衡，維持直流線路電壓穩(wěn)定，所

5、以在受端站的控制器采用定直流電壓的控制方法，同時為了在發(fā)生故障時以便及時將電壓恢復(fù)至正常水平，所以還需要定無功功率的控制方法。然后應(yīng)用仿真軟件Matlab/Simulink建立柔性直流輸電在風(fēng)力發(fā)電中的仿真模型，實現(xiàn)對幾種不同情況下的仿真，仿真結(jié)果充分說明發(fā)輸電系統(tǒng)能夠在不同的風(fēng)況下穩(wěn)定運行，且對電網(wǎng)具有一定的無功調(diào)控能力，而且還能夠阻隔故障，減小故障事故的范圍。在向無源網(wǎng)絡(luò)負荷供電時，當(dāng)負荷突增時能夠及時做出響應(yīng)，保持直流電壓穩(wěn)定。關(guān)鍵詞：永磁發(fā)電機，電壓源換流器，柔性直流輸電技術(shù)IABSTRACTChinahasavastterritory,whichisric

6、hinwindenergyresources.Becauseofitscleanandrenewableandothercharacteristics,whichisbecomingmoreandmorepopular.Basedontheconstraintsoftransmissiontechnology,thesmallscalewindfarms.However,withthewindpowergenerationtechnologyisexquisite,thecontinuousexpansionofthescaleofwindfarm,thesited

7、istanceaway,howtorealizethelongdistanceandlarge-scaleelectricpowertransmissionbecomeourconcern.FlexibleDCtransmissiontechnologybecauseofitseasytocontrol,canrealizethepowertransmissionoverlongdistances,somoreandmoreattention.Inthispaper,theapplicationofflexibleHVDCtechnologyinwindpowe