基于雙饋風(fēng)力發(fā)電系統(tǒng)的微電網(wǎng)運(yùn)行控制與分析.pdf

1、隨著能源及環(huán)境問題的日益突顯，以及大電網(wǎng)現(xiàn)有的供電模式在供電質(zhì)量、可靠性、安全性、靈活性以及經(jīng)濟(jì)性等方面存在的問題，在很大程度上促進(jìn)了以新能源為主的分布式發(fā)電技術(shù)的不斷發(fā)展，風(fēng)力發(fā)電無疑是其中最具有代表性和發(fā)展前途的一種。但是大量分布式電源的接入會(huì)給電網(wǎng)帶來沖擊和其他負(fù)面影響，這又成為制約分布式發(fā)電技術(shù)發(fā)展的瓶頸。為了解決上述問題，提出了微電網(wǎng)的概念：即將分布式電源及負(fù)荷作為一整體，形成可控的單元，使它既可以并網(wǎng)運(yùn)行，也可以獨(dú)立運(yùn)行，給

2、未來的大電網(wǎng)提供有力補(bǔ)充和有效支撐。微電網(wǎng)代表了電力系統(tǒng)新的發(fā)展方向，其作為前沿的研究領(lǐng)域，正成為當(dāng)今的研究熱點(diǎn)。
　　 本文對(duì)并入交流微電網(wǎng)的雙饋風(fēng)力發(fā)電系統(tǒng)和可控微電源的控制策略進(jìn)行了深入研究。在微電網(wǎng)并網(wǎng)和孤網(wǎng)運(yùn)行狀態(tài)下，風(fēng)力發(fā)電系統(tǒng)均采用PQ控制策略，實(shí)現(xiàn)最大功率跟蹤，保證可再生能源的最大利用率。而對(duì)于可控微電源采用的是基于下垂特性的電壓，頻率下垂控制，其中在并網(wǎng)運(yùn)行狀態(tài)時(shí)，可以按照給定的有功功率、無功功率輸出；在孤網(wǎng)運(yùn)

3、行狀態(tài)時(shí)，依據(jù)預(yù)定的下垂特性曲線產(chǎn)生系統(tǒng)所需的功率，并且為整個(gè)微電網(wǎng)的運(yùn)行提供電壓及頻率支撐，從而實(shí)現(xiàn)不同微電源之間的協(xié)調(diào)控制。具體研究?jī)?nèi)容如下：⑴介紹了微電網(wǎng)的概念、拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)、運(yùn)行方式和微電源的不同種類及其特點(diǎn)，并且闡述了可控微電源并網(wǎng)逆變器的控制策略。采用PQ控制可以根據(jù)電網(wǎng)調(diào)度的需要，輸出恒定的有功、無功功率；而采用基于下垂特性的電壓，頻率下垂控制，可以實(shí)現(xiàn)負(fù)荷功率變化時(shí)不同分布式電源間變化功率的共享，通過其他微電源的協(xié)調(diào)控制來平

4、衡風(fēng)電系統(tǒng)輸出功率的波動(dòng)性，并且在微電網(wǎng)孤網(wǎng)運(yùn)行時(shí)，可以給整個(gè)微電網(wǎng)系統(tǒng)提供電壓和頻率支撐。⑵建立了PQ、電壓，頻率下垂控制兩種典型的微電網(wǎng)運(yùn)行控制策略的仿真模型。通過仿真微電網(wǎng)在不同運(yùn)行方式下的運(yùn)行情況，分析了系統(tǒng)的動(dòng)態(tài)特性。仿真結(jié)果表明，當(dāng)微電網(wǎng)的工況改變時(shí)，對(duì)微電源采用合理的控制策略可以保證負(fù)荷電壓和頻率都在允許的范圍內(nèi)變化，驗(yàn)證了微電源控制策略的有效性和正確性。⑶分析了雙饋風(fēng)力發(fā)電系統(tǒng)的基本原理和數(shù)學(xué)模型，根據(jù)雙饋發(fā)電機(jī)定子、轉(zhuǎn)

5、子的電壓方程和磁鏈方程，得出了雙饋風(fēng)力發(fā)電系統(tǒng)轉(zhuǎn)子側(cè)變換器的控制模型，并對(duì)其采用定子磁鏈定向的矢量控制策略，可以實(shí)現(xiàn)最大功率跟蹤；對(duì)雙饋發(fā)電機(jī)有功分量及無功分量的解耦控制，實(shí)現(xiàn)有功、無功功率的獨(dú)立調(diào)節(jié)。⑷建立了雙饋風(fēng)力發(fā)電系統(tǒng)的仿真模型，仿真了雙饋風(fēng)電系統(tǒng)在亞同步、同步、超同步三種運(yùn)行狀態(tài)時(shí)的動(dòng)態(tài)響應(yīng)。仿真結(jié)果表明，雙饋發(fā)電機(jī)的轉(zhuǎn)速能夠快速跟蹤風(fēng)速的變化，實(shí)現(xiàn)最大功率跟蹤，轉(zhuǎn)子電流的頻率滿足變速恒頻的運(yùn)行條件，并且實(shí)現(xiàn)了有功、無功功率的