论文部分内容阅读
随着能源危机以及全球环境条件的恶化,促使人们把能源需求的目标由传统的化石燃料转移到新型的可再生能源上来,其中风力资源尤其是海上风力资源是目前关注度最高并最有利用价值的资源。本文的选题是基于国家863项目“大型风电场的柔性直流接入技术研究与开发”中风电经交流线路和VSC-HVDC线路混合并网的相关问题的研究,本文主要包括风电并网方式切换时相关控制策略的研究以及风电经交流线路和VSC-HVDC线路并联并网时风功率在两条线路上的分配研究。具体的研究内容如下：(1)通过阅读双馈风力发电机和VSC-HVDC的相关文献,分别研究了双馈风力机和VSC-HVDC换流器的数学模型,并提出了两者的线性独立解耦控制策略,并在此基础上完成了DFIG变流器的控制器和VSC-HVDC换流器的控制器设计,并利用PSCAD/EMTDC对控制器进行了仿真分析。(2)分析了风电场经交直流并联并网时和只通过VSC-HVDC并网时VSC-HVDC两端换流器的控制方式,研究了风电并网方式由VSC-HVDC线路和交流线路并联并网向单独VSC-HVDC并网转变和单独VSC-HVDC并网向VSC-HVDC线路和交流线路并联并网转变时电气量的变化,分析了上述两种情况下需改变风场侧换流器控制策略的需求。通过PSCAD/EMTDC搭建了双馈风电场模型、VSC-HVDC输电线路模型和交流线路模型,通过仿真验证了风电并网方式在交直流并联并网和单独VSC-HVDC并网相互转变时协调控制策略对系统的影响较小,满足系统稳定运行的要求。(3)提出了风电经交直流并联并网时风功率在交流线路和VSC-HVDC线路之间的分配策略。首先比较了交流线路和VSC-HVDC线路在传输风功率时的功率损耗,分析了交直流并联并网时VSC-HVDC的无功功率控制能力对交流线路传输能力和整个混合输电系统传输能力的影响,并在此基础上提出了基于功率损耗最小和重载时能多输送有功功率的功率分配策略,通过PSCAD/EMTDC仿真软件验证了所提出的功率分配策略的合理性。