前端調(diào)速式風(fēng)電機(jī)組并網(wǎng)特性研究.pdf

1、并網(wǎng)特性是風(fēng)電機(jī)組實現(xiàn)并網(wǎng)控制的參考依據(jù),直接反映了機(jī)組并網(wǎng)運行特性和并網(wǎng)穩(wěn)定性。隨著風(fēng)力發(fā)電技術(shù)的不斷提高和風(fēng)電并網(wǎng)容量的不斷增大,進(jìn)行風(fēng)電機(jī)組并網(wǎng)特性的研究顯得尤為迫切和重要。以PMSG(Permenent Megnetic Synchronous Generator,永磁同步發(fā)電機(jī))和DFIG(Doubly-fed Induction Generator,雙饋異步發(fā)電機(jī))為主的常規(guī)風(fēng)電機(jī)組由于存在低電壓穿越能力差、無功輸出能力不足

2、等問題,難以風(fēng)電機(jī)組并網(wǎng)要求。前端調(diào)速式風(fēng)電機(jī)組具有低電壓穿越、無功輸出能力強(qiáng)、電能品質(zhì)好等優(yōu)點,因此,進(jìn)行前端調(diào)速式風(fēng)電機(jī)組的并網(wǎng)特性研究,對于促進(jìn)我國風(fēng)電技術(shù)的發(fā)展具有重要意義。
　　本文在掌握前端調(diào)速式風(fēng)電機(jī)組的運行原理的基礎(chǔ)上,對整機(jī)控制結(jié)構(gòu)、機(jī)組效率進(jìn)行了分析,建立了機(jī)組數(shù)學(xué)模型,確定了機(jī)組的并網(wǎng)控制策略,即機(jī)組準(zhǔn)同期空載并網(wǎng)控制、基于遺傳算法的有功功率優(yōu)化控制、基于DL-H∞(Double Loop H∞,雙環(huán)H∞)的

3、電壓和無功功率控制以及基于區(qū)域劃分的直接轉(zhuǎn)速控制,并進(jìn)行了仿真研究。仿真結(jié)果表明所采用的控制方法可以實現(xiàn)不同控制要求,驗證了控制方法的正確性和有效性。
　　針對風(fēng)電機(jī)組在實際運行過程中可能遇到的各種非正常運行工況,分別以不同類型風(fēng)速輸入作為機(jī)側(cè)擾動、對稱和非對稱接地故障作為網(wǎng)側(cè)擾動,從機(jī)側(cè)擾動和網(wǎng)側(cè)故障兩方面仿真分析了前端調(diào)速式風(fēng)電機(jī)組的并網(wǎng)運行特性,并與相等容量雙饋風(fēng)電機(jī)組進(jìn)行了對比分析。仿真結(jié)果表明,在各種運行工況下前端調(diào)速式

4、風(fēng)電機(jī)組較雙饋風(fēng)電機(jī)組有更好地運行特性。
　　根據(jù)電力系統(tǒng)對并網(wǎng)穩(wěn)定性分析的劃分標(biāo)準(zhǔn)以及常規(guī)風(fēng)電機(jī)組并網(wǎng)對接入系統(tǒng)產(chǎn)生的影響,分別從暫態(tài)功角穩(wěn)定性、電壓穩(wěn)定性和頻率穩(wěn)定性三方面對前端調(diào)速式風(fēng)電機(jī)組并網(wǎng)穩(wěn)定性進(jìn)行了分析和仿真研究。在并網(wǎng)暫態(tài)功角穩(wěn)定性方面,在IEEE5機(jī)14節(jié)點系統(tǒng)中以機(jī)組等值模型通過時域仿真分析了系統(tǒng)暫態(tài)穩(wěn)定性,并進(jìn)行了同等容量雙饋異步風(fēng)電機(jī)組仿真分析;在電壓穩(wěn)定性方面,將風(fēng)電機(jī)組并網(wǎng)模型進(jìn)行等值計算,采用分岔理論