基于VSC-HVDC聯(lián)網(wǎng)的風(fēng)電場(chǎng)故障穿越控制策略研究.pdf

1、風(fēng)力資源的不均衡分布造成風(fēng)電場(chǎng)分布分散，而本地電網(wǎng)消納容量有限，通常需要將分散的風(fēng)電功率集中跨區(qū)域外送，柔性直流輸電系統(tǒng)(VSC-HVDC)被認(rèn)為是解決這一瓶頸問(wèn)題的最佳方案。本文重點(diǎn)研究了用于多個(gè)風(fēng)電場(chǎng)與多個(gè)電網(wǎng)互聯(lián)的VSC-HVDC控制策略以及交流電網(wǎng)故障時(shí)系統(tǒng)的故障穿越方法。
　　 1.建立了VSC-HVDC數(shù)學(xué)模型，毆計(jì)了用于風(fēng)電場(chǎng)并網(wǎng)的VSC-HVDC雙閉環(huán)矢量控制策略。建立了在dq同步旋轉(zhuǎn)坐標(biāo)系下VSC-HVDC數(shù)學(xué)

2、模型，設(shè)計(jì)了基于電流前饋補(bǔ)償解耦的電流內(nèi)環(huán)控制策略，并討論了直流電壓、有功/無(wú)功、交流電壓等外環(huán)控制策略，實(shí)現(xiàn)了有功無(wú)功解耦控制。重點(diǎn)研究了風(fēng)電場(chǎng)通過(guò)VSC-HVDC并網(wǎng)時(shí)的控制策略，提出了風(fēng)電場(chǎng)側(cè)換流站矢量化無(wú)限大電源控制策略，實(shí)現(xiàn)了交流電壓頻率、幅值的恒定控制以及自動(dòng)匯集風(fēng)電功率。
　　 2.研究了用于多個(gè)風(fēng)電場(chǎng)與多個(gè)電網(wǎng)互聯(lián)的VSC-HVDC系統(tǒng)控制策略。根據(jù)VSC-HVDC換流站的直流側(cè)運(yùn)行特性，設(shè)計(jì)了滿(mǎn)足不同的功率分配

3、要求的協(xié)調(diào)控制策略，通過(guò)設(shè)置控制器的下垂系數(shù)與限流值，控制系統(tǒng)直流電流的大小和方向有效的控制系統(tǒng)的潮流，靈活控制風(fēng)電功率的分布。
　　 3.著重討論了交流電網(wǎng)故障時(shí)，基于VSC-HVDC聯(lián)網(wǎng)的風(fēng)電場(chǎng)故障穿越問(wèn)題。交流電網(wǎng)發(fā)生故障導(dǎo)致電壓跌落后，由于VSC-HVDC的功率傳輸能力下降導(dǎo)致直流側(cè)功率過(guò)剩，產(chǎn)生直流過(guò)電壓。為了保證故障期間系統(tǒng)功率平衡，提出了基于風(fēng)電機(jī)組慣性的故障穿越控制策略。該控制策略將VSC-HVDC直流電壓所反映

4、的功率不平衡信息以頻率的形式反映到風(fēng)電場(chǎng)，然后利用風(fēng)電機(jī)組的慣性調(diào)節(jié)輸出功率，提高系統(tǒng)的故障穿越能力。通過(guò)仿真驗(yàn)證了理論的正確性和有效性。
　　 4.構(gòu)建了VSC-HVDC實(shí)驗(yàn)系統(tǒng)，對(duì)VSC-HVDC的運(yùn)行特性以及本文提出的控制策略進(jìn)行了實(shí)驗(yàn)研究。實(shí)驗(yàn)結(jié)果顯示，本文所研究的VSC換流站雙閉環(huán)矢量控制策略能夠?qū)崿F(xiàn)VSC-HVDC的穩(wěn)態(tài)運(yùn)行。模擬了用于風(fēng)電場(chǎng)并網(wǎng)的VSC-HVDC系統(tǒng)，實(shí)驗(yàn)表明，VSC-HVDC能夠平衡風(fēng)電功率波動(dòng)，