風(fēng)電并網(wǎng)的無功優(yōu)化控制及其數(shù)?；旌戏抡嫜芯?pdf

1、隨著風(fēng)力發(fā)電在電網(wǎng)中的滲透率不斷增加，其間歇性、隨機(jī)性等特點(diǎn)對電網(wǎng)的影響日益顯著，無論是風(fēng)電大規(guī)模集中并入電網(wǎng)，還是風(fēng)電小規(guī)模分散式接入電網(wǎng)，均對電網(wǎng)的運(yùn)行和控制提出了嚴(yán)峻挑戰(zhàn)。目前，風(fēng)電并網(wǎng)區(qū)域的無功電壓問題尤其突出，深入研究風(fēng)電機(jī)組并網(wǎng)的無功控制技術(shù)，對提高電網(wǎng)接納風(fēng)電能力和保證電網(wǎng)安全穩(wěn)定運(yùn)行具有重要意義。本文從挖掘雙饋風(fēng)電機(jī)組的無功控制潛力、實(shí)現(xiàn)多風(fēng)電場接入?yún)^(qū)域電網(wǎng)的無功優(yōu)化調(diào)度的角度，研究風(fēng)電并網(wǎng)的無功和電壓優(yōu)化協(xié)調(diào)控制策略，

2、并搭建風(fēng)電并網(wǎng)控制的數(shù)?；旌戏抡嫦到y(tǒng)，對所提出的控制方案進(jìn)行實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證。本文主要的研究內(nèi)容及成果如下:
　　 (1)建立了三相靜止坐標(biāo)系下和同步旋轉(zhuǎn)坐標(biāo)系下雙饋風(fēng)力發(fā)電機(jī)及PWM換流器的數(shù)學(xué)模型;推導(dǎo)了雙饋風(fēng)電機(jī)組轉(zhuǎn)子電壓、電流與DFIG定子輸出功率之間的關(guān)系以及DFIG定、轉(zhuǎn)子間的功率關(guān)系;分析了DFIG風(fēng)電機(jī)組的控制策略，建立了雙PWM換流器矢量控制模型。
　　 (2)基于上述理論分析，研究了轉(zhuǎn)子換流器、定子繞組、網(wǎng)側(cè)

3、換流器以及機(jī)端電壓等因素對DFIG的無功功率極限的影響;針對雙饋風(fēng)電機(jī)組自身的優(yōu)化運(yùn)行控制，深入研究全補(bǔ)償控制、最小轉(zhuǎn)子電流控制、最小損耗控制和恒轉(zhuǎn)子電流控制四種控制策略的特點(diǎn)，并推導(dǎo)轉(zhuǎn)子電流參考值的計(jì)算方法;針對DFIG對電網(wǎng)的無功補(bǔ)償控制，提出了基于無功電流裕度的轉(zhuǎn)子側(cè)換流器優(yōu)先、網(wǎng)側(cè)換流器優(yōu)先以及二者比例分配無功三種協(xié)調(diào)控制策略，以實(shí)現(xiàn)對換流器容量的充分利用。
　　 (3)提出了一種多風(fēng)電場并網(wǎng)的區(qū)域電網(wǎng)無功電壓優(yōu)化協(xié)調(diào)控

4、制策略，該控制策略綜合考慮系統(tǒng)電壓質(zhì)量和網(wǎng)損的優(yōu)化，并采用遺傳算法進(jìn)行優(yōu)化求解。利用區(qū)域電網(wǎng)的無功電壓靈敏度和無功網(wǎng)損靈敏度信息對基于潮流計(jì)算的遺傳算法進(jìn)行改進(jìn)，提高了優(yōu)化算法的計(jì)算速度，進(jìn)而增強(qiáng)了無功協(xié)調(diào)控制的實(shí)時(shí)性。在上述研究基礎(chǔ)上，提出了一種基于超短期風(fēng)電功率預(yù)測和無功電壓優(yōu)化的風(fēng)電場并網(wǎng)在線預(yù)警與無功優(yōu)化控制系統(tǒng)的設(shè)計(jì)方案，利用PowerFactory軟件提供的引擎模式功能和DGS接口進(jìn)行二次開發(fā)，構(gòu)建了與電網(wǎng)EMS的數(shù)據(jù)接口，

5、實(shí)現(xiàn)了以PowerFactory軟件為計(jì)算核心的風(fēng)電并網(wǎng)安全預(yù)警與無功優(yōu)化控制系統(tǒng)。
　　 (4)針對研究風(fēng)電并網(wǎng)控制相關(guān)問題的需要，提出了一種基于NI-PXI平臺的數(shù)?；旌戏抡嫦到y(tǒng)實(shí)現(xiàn)方案，通過對該混合仿真系統(tǒng)簡化模型的穩(wěn)定性分析，討論了實(shí)現(xiàn)該方案對接口算法和參數(shù)的基本要求，并提出了實(shí)時(shí)信號同步控制策略以解決數(shù)字仿真系統(tǒng)與物理仿真系統(tǒng)反饋電壓信號同步問題。在上述研究的基礎(chǔ)上，構(gòu)建了實(shí)際的數(shù)?；旌戏抡嫦到y(tǒng)，對風(fēng)電并網(wǎng)功率控制以及