基于STATCOM的雙饋風電場無功電壓控制系統(tǒng)的研究.pdf

1、能源危機、環(huán)境污染等問題的加劇使人類對可再生新能源發(fā)電的關注度日益增加，在眾多新能源發(fā)電方式中，風力發(fā)電以其資源豐富、安全無污染、產(chǎn)業(yè)化基礎好等優(yōu)點備受青睞。然而由于風能的隨機性和波動性，大規(guī)模風電并網(wǎng)對電力系統(tǒng)會造成諸多不利影響，其中一個重要方面就是風電場并網(wǎng)點的電壓穩(wěn)定問題，如電壓波動、電壓跌落等，建立風電場級的無功電壓控制系統(tǒng)尤為必要。
　　本文以動態(tài)無功補償設備STATCOM和雙饋變速恒頻風電機組為研究對象，對兩者的運行原

2、理、數(shù)學模型和控制策略進行了詳細地研究分析工作。在Matlab/Simulink仿真環(huán)境下搭建了包含內環(huán)和外環(huán)兩層控制模型在內的完整的STATCOM裝置模型，通過對Matlab軟件自帶模型進行剖析改造的方式對雙饋變速恒頻風電系統(tǒng)建立起包含風力機、機械傳動機構、雙饋異步發(fā)電機、變流器在內的各構成部件的數(shù)學模型，以及由變流器功率解耦控制模型、最大風能捕獲與轉速控制模型和槳距角控制模型三部分所組成的完整控制器模型。在此基礎之上，對兩種設備分別

3、進行了并網(wǎng)仿真計算，驗證了所建模型的正確性。
　　考慮雙饋風機的無功調控能力和運行約束，本論文建立了由無功需求決策層和無功協(xié)調優(yōu)化分配層組成的雙饋風機集群電壓控制系統(tǒng)，由該集群系統(tǒng)與STATCOM的電壓控制模式相配合，并利用變壓器高壓側電壓控制原理建立起風電場級的自動電壓控制(AVC)系統(tǒng)。提出一種改進的雙饋風機運行控制策略作為故障時段風電場AVC系統(tǒng)的緊急電壓控制方案。在Matlab/Simulink環(huán)境下對建立的風電場AVC模