應(yīng)用于風(fēng)電場(chǎng)的多電平STATCOM-BESS控制策略的研究.pdf

1、隨著風(fēng)力發(fā)電技術(shù)的大規(guī)模應(yīng)用，大型風(fēng)電場(chǎng)并網(wǎng)對(duì)電網(wǎng)所造成的影響已不容忽視，如:電壓波動(dòng)和閃變、頻率波動(dòng)等。靜止同步補(bǔ)償器與蓄電池儲(chǔ)能系統(tǒng)相結(jié)合的綜合補(bǔ)償裝置(STATCOM/BESS)具有對(duì)有功和無(wú)功功率的四象限調(diào)節(jié)能力，是解決風(fēng)電場(chǎng)并網(wǎng)問(wèn)題的理想方案。STATCOM/BESS的拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)和控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)直接關(guān)系到補(bǔ)償裝置的實(shí)用價(jià)值和運(yùn)行穩(wěn)定性。本文主要研究了鏈?zhǔn)蕉嚯娖絊TATCOM/BESS的拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)及相應(yīng)的調(diào)制策略，為了保證STATCO

2、M/BESS正常工作，并充分發(fā)揮STATCOM/BESS有功無(wú)功雙向調(diào)節(jié)的優(yōu)勢(shì)，本文主要進(jìn)行以下工作。
　　 1.研究了采用靜止無(wú)功補(bǔ)償裝置和儲(chǔ)能裝置來(lái)解決大規(guī)模風(fēng)電場(chǎng)并網(wǎng)所面臨的電能質(zhì)量問(wèn)題、低電壓穿越問(wèn)題和穩(wěn)定性問(wèn)題，通過(guò)對(duì)兩者的控制策略分別進(jìn)行分析，文中采用了兩者結(jié)合的補(bǔ)償裝置即STATCOM/BESS，實(shí)現(xiàn)了同時(shí)對(duì)風(fēng)電場(chǎng)有功和無(wú)功的調(diào)節(jié)。
　　 2.研究了幾種多電平變流器結(jié)構(gòu)，從拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)、控制復(fù)雜度、在風(fēng)電場(chǎng)中的

3、實(shí)用性等方面對(duì)比分析了各種多電平變流器的優(yōu)缺點(diǎn)。著重對(duì)鏈?zhǔn)浇Y(jié)構(gòu)的調(diào)制策略、工作過(guò)程和諧波特性進(jìn)行分析，并根據(jù)風(fēng)電場(chǎng)實(shí)際應(yīng)用情況詳細(xì)論述了鏈?zhǔn)阶兞髌鞯膮?shù)和蓄電池容量的選取方法。
　　 3.對(duì)鏈?zhǔn)絊TATCOM/BESS補(bǔ)償裝置的控制策略進(jìn)行詳細(xì)研究。首先提出了包含蓄電池充放電和功率協(xié)調(diào)控制的復(fù)合功率控制環(huán)節(jié)，該控制策略的實(shí)質(zhì)是根據(jù)風(fēng)電場(chǎng)的輸出功率及并網(wǎng)點(diǎn)電壓大小確定補(bǔ)償裝置的有功和無(wú)功參考電流，在確保蓄電池SOC平均值在允許范圍

4、基礎(chǔ)上，對(duì)有功和無(wú)功功率進(jìn)行協(xié)調(diào)控制，從而兼顧平滑風(fēng)電場(chǎng)輸出功率及穩(wěn)定并網(wǎng)點(diǎn)電壓的雙重作用。其次提出了鏈?zhǔn)絊TATCOM/BESS的蓄電池SOC均衡控制策略，SOC均衡控制是根據(jù)各H橋蓄電池SOC與SOC平均值的大小，調(diào)節(jié)各H橋調(diào)制波幅值，對(duì)其吸收的功率進(jìn)行調(diào)節(jié)，最終使各H橋蓄電池SOC達(dá)到均衡。
　　 4.本文利用MATLAB/Simulink建立了采用三級(jí)聯(lián)七電平結(jié)構(gòu)的STATCOM/BESS作為風(fēng)電場(chǎng)補(bǔ)償裝置的風(fēng)力發(fā)電系統(tǒng)