超導(dǎo)磁儲(chǔ)能系統(tǒng)在并網(wǎng)風(fēng)電場(chǎng)的應(yīng)用研究.pdf

1、風(fēng)力發(fā)電作為最具有商業(yè)化發(fā)展前景的可再生能源發(fā)電在世界范圍內(nèi)得到了快速的發(fā)展。但是風(fēng)能是一種具有隨機(jī)性和間歇性的能源,因此風(fēng)電場(chǎng)不能提供持續(xù)穩(wěn)定的發(fā)電功率,發(fā)電可靠性較差,在其并網(wǎng)運(yùn)行過程中將對(duì)系統(tǒng)潮流、無功電壓、系統(tǒng)穩(wěn)定性、電能質(zhì)量等造成影響。另外我國(guó)目前已經(jīng)在運(yùn)行的風(fēng)電機(jī)組大多數(shù)基于普通異步發(fā)電機(jī)組,運(yùn)行中需要系統(tǒng)提供大量的無功支持。因此研究改善風(fēng)電場(chǎng)的穩(wěn)定性、抑制風(fēng)電波動(dòng)引起的功率波動(dòng)和電壓波動(dòng)以及提高含風(fēng)電系統(tǒng)的穩(wěn)定性等問題成為

2、目前風(fēng)電并網(wǎng)運(yùn)行中亟待解決的重要問題。本文對(duì)超導(dǎo)磁儲(chǔ)能系統(tǒng)在并網(wǎng)風(fēng)電場(chǎng)的應(yīng)用進(jìn)行了研究,主要內(nèi)容如下：(1)對(duì)于目前世界上兩種主要的風(fēng)電機(jī)組類型：基于普通異步發(fā)電機(jī)的恒速風(fēng)電機(jī)組與基于雙饋感應(yīng)發(fā)電機(jī)的變速風(fēng)電機(jī)組進(jìn)行了數(shù)學(xué)模型推導(dǎo)及建模分析。(2)采用開關(guān)函數(shù)方法分別建立了VSC型SMES和CSC型SMES較為精確的狀態(tài)空間模型,得出SMES在同步旋轉(zhuǎn)d-q坐標(biāo)系下的暫態(tài)模型同時(shí)在DIgSILENT/PowerFactory軟件仿真平臺(tái)

3、中搭建了仿真模型。(3)對(duì)SMES的控制原理進(jìn)行了分析,提出了改善并網(wǎng)風(fēng)電場(chǎng)暫態(tài)穩(wěn)定性的超導(dǎo)儲(chǔ)能系統(tǒng)控制策略,采用基于網(wǎng)側(cè)電壓定向的矢量控制方案并通過附加前饋項(xiàng)實(shí)現(xiàn)其解耦控制；設(shè)計(jì)了相應(yīng)的控制器并在DIgSILENT/PowerFactory中實(shí)現(xiàn),同時(shí)驗(yàn)證了所建SMES系統(tǒng)模型的正確性、控制策略的有效性。(4)基于實(shí)際地區(qū)電網(wǎng),對(duì)含SMES的并網(wǎng)型風(fēng)電場(chǎng)進(jìn)行相應(yīng)的仿真,驗(yàn)證了SMES應(yīng)用于并網(wǎng)風(fēng)電場(chǎng)平滑風(fēng)電場(chǎng)有功功率波動(dòng)、提高風(fēng)電場(chǎng)暫