應用于風電場的多電平STATCOM-BESS控制策略的研究.pdf

1、隨著風力發(fā)電技術的大規(guī)模應用，大型風電場并網(wǎng)對電網(wǎng)所造成的影響已不容忽視，如:電壓波動和閃變、頻率波動等。靜止同步補償器與蓄電池儲能系統(tǒng)相結合的綜合補償裝置(STATCOM/BESS)具有對有功和無功功率的四象限調節(jié)能力，是解決風電場并網(wǎng)問題的理想方案。STATCOM/BESS的拓撲結構和控制系統(tǒng)設計直接關系到補償裝置的實用價值和運行穩(wěn)定性。本文主要研究了鏈式多電平STATCOM/BESS的拓撲結構及相應的調制策略，為了保證STATCO

2、M/BESS正常工作，并充分發(fā)揮STATCOM/BESS有功無功雙向調節(jié)的優(yōu)勢，本文主要進行以下工作。
　　 1.研究了采用靜止無功補償裝置和儲能裝置來解決大規(guī)模風電場并網(wǎng)所面臨的電能質量問題、低電壓穿越問題和穩(wěn)定性問題，通過對兩者的控制策略分別進行分析，文中采用了兩者結合的補償裝置即STATCOM/BESS，實現(xiàn)了同時對風電場有功和無功的調節(jié)。
　　 2.研究了幾種多電平變流器結構，從拓撲結構、控制復雜度、在風電場中的

3、實用性等方面對比分析了各種多電平變流器的優(yōu)缺點。著重對鏈式結構的調制策略、工作過程和諧波特性進行分析，并根據(jù)風電場實際應用情況詳細論述了鏈式變流器的參數(shù)和蓄電池容量的選取方法。
　　 3.對鏈式STATCOM/BESS補償裝置的控制策略進行詳細研究。首先提出了包含蓄電池充放電和功率協(xié)調控制的復合功率控制環(huán)節(jié)，該控制策略的實質是根據(jù)風電場的輸出功率及并網(wǎng)點電壓大小確定補償裝置的有功和無功參考電流，在確保蓄電池SOC平均值在允許范圍

4、基礎上，對有功和無功功率進行協(xié)調控制，從而兼顧平滑風電場輸出功率及穩(wěn)定并網(wǎng)點電壓的雙重作用。其次提出了鏈式STATCOM/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，調節(jié)各H橋調制波幅值，對其吸收的功率進行調節(jié)，最終使各H橋蓄電池SOC達到均衡。
　　 4.本文利用MATLAB/Simulink建立了采用三級聯(lián)七電平結構的STATCOM/BESS作為風電場補償裝置的風力發(fā)電系統(tǒng)