含風(fēng)電場VSC-MTDC系統(tǒng)的功率協(xié)調(diào)控制策略研究.pdf

1、隨著綠色可再生能源在現(xiàn)代電力系統(tǒng)中滲透率的不斷提高，它給現(xiàn)代電網(wǎng)帶來諸多優(yōu)勢的同時也對其運行的安全性和穩(wěn)定性提出了挑戰(zhàn)。由于我國大規(guī)?？稍偕茉刺貏e是風(fēng)力發(fā)電一般處在內(nèi)陸西北地區(qū)，然而電力消耗大戶處在東部與東南沿海地區(qū)，實現(xiàn)大容量的西電東送和南北互補的全國互聯(lián)電網(wǎng)的發(fā)展戰(zhàn)略是我國目前能源分布的客觀要求，我國輸電的主要發(fā)展方向為基于電壓源換流站的多端直流輸電（Multi-Terminal Direct Current based on V

2、oltage Source Converter，VSC-MTDC）。
　　本文主要針對含風(fēng)電場的VSC-MTDC系統(tǒng)，對系統(tǒng)的功率協(xié)調(diào)控制策略進行深入探討。建立了VSC-MTDC與雙饋風(fēng)電機組的數(shù)學(xué)模型，在此基礎(chǔ)上，分別設(shè)計了有源系統(tǒng)端VSC的電壓下垂控制策略和無源系統(tǒng)端VSC的定交流電壓控制策略。建立了一個含風(fēng)電場與3機9節(jié)點電網(wǎng)的VSC-MTDC系統(tǒng)，通過PSCAD/EMTDC仿真，分析了接入3機9節(jié)點電網(wǎng)時VSC-MTDC系

3、統(tǒng)的動態(tài)特性，為風(fēng)電場VSC-MTDC系統(tǒng)的功率協(xié)調(diào)控制策略研究奠定了基礎(chǔ)。分析了VSC-MTDC系統(tǒng)常用的單一主站型、多重主站型及復(fù)合主站型控制策略的優(yōu)缺點，提出了適用于VSC-MTDC系統(tǒng)的改進復(fù)合主站型控制策略。電壓復(fù)合主站采用下垂系數(shù)可變的電壓下垂控制，系統(tǒng)功率波動小時選擇合適的下垂系數(shù)，令其補償系統(tǒng)功率波動的同時保證直流電壓質(zhì)量；功率波動大時，令其專注于控制系統(tǒng)的直流電壓，系統(tǒng)的功率波動由其余功率復(fù)合主站共同補償；當(dāng)電壓復(fù)合主

4、站退出運行時，功率復(fù)合主站的控制方式自動切換至直流電壓控制模式，保證系統(tǒng)的電壓質(zhì)量。提出了一種風(fēng)電機組參與功率調(diào)節(jié)時，VSC-MTDC系統(tǒng)的功率協(xié)調(diào)控制策略。分別設(shè)計了風(fēng)電機組參與功率調(diào)節(jié)時，風(fēng)電場側(cè)換流站的頻率輔助控制和風(fēng)電機組的控制。本文中將VSC-MTDC系統(tǒng)運行分三種模式。模式I：系統(tǒng)的功率波動全部由功率復(fù)合主站補償；模式II：系統(tǒng)的功率波動由功率復(fù)合主站和電壓復(fù)合主站共同補償；模式III：系統(tǒng)的功率波動超出了功率復(fù)合主站和電壓