基于直流串联的海上风电场及其控制

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1、基于直流串联的海上风电场及其控制第一章绪论1.1海上风能发展自从第一次工业革命以来，随着石油、煤炭等一次性石化资源的大规模开发，能源危机和环境恶化造成的危害已经日益严峻，要解决这一难题的唯一途径就是加快对可持续资源的开发。在现有可再生能源中，无论规模，还是可利用率，风能都是最高的资源之一，并且风能在利用过程中不用消耗矿产资源，不排放有害物质，被人们视为清洁、绿色、环保的能源。风能在我国的分布较为丰富，根据权威的风能资源评估，我国陆地可利用风能资源约为3亿千瓦，加上近海区域的可利用风能资源，共计约10亿千瓦。根据如图1-1所示的我国的风力资源分布情况，可以看出我国主要

2、有两大风带：一是位于东北、华北北部和西北地区；二是位于东部沿海的陆地、岛屿及近岸海域[1]。从新疆到内蒙古一线是我国风能资源最为丰富的地区，该地区风速稳定、地广人稀，很适合建设大型风电场。近年来这些区域的风能开发非常迅速，但由于附近区域的电力需求不高，大量的风电难以就近消化。如果要把多余的风电传输到电力需求巨大的东南部地区，风电波动性强的特点又会使传输的难度和成本加剧，并对电网安全造成威胁。而另一方面，我国东部海岸线长，风能资源好，风能质量好，具备大规模发展海上风电的资源条件，而且矿产资源匮乏，电力需求巨大，海上风电可以就近吸纳，因此在这一区域发展海上风电具有广阔的

3、前景。海上风能的另一个优点是风速更高、风力更持续，和陆上风能相比，开放性海域的风速要高30%-40%，近海区域要高15%-20%，能够多发50%-70%的电能。它的主要缺点是在海水中建设塔架和平台的成本高，抗盐雾的防护成本高，维护运行的成本高等。目前能够容纳大型风场的陆上空间已很难找到，大规模海上风场的建设已成为风能利用的主要方向[2,3]。由于海上风能的优势明显，海上风场建设已成为风能开发的主要方向，无论欧洲、亚洲，还是美洲的国家和地区，很多都在规划大型海上风场。在风能开发经验丰富的欧洲，就有数量不菲的已建和在建的大型海上风场[4]，其在2000～2030年的风能

4、投入情况如图1-2所示。从图可以看出，从2000年开始，欧洲海上风能的投入已开始超过陆上风能，并将逐步增加。海上风电发展最快的英国2009年新增装机容量30.6万千瓦，累计装机容量89.4万千瓦，2010海上风电装机突破100万千瓦。在其他地区，美国东海岸的长岛具有12GMC环流分析.........103结论直流串联的海上风电场是当今国内外风能研究中较少涉及的领域，鉴于海上风能具有资源丰富、开发前景广阔、易于吸纳等特点，但目前大型海上风电场的工程经验奇缺，在风电场设计和控制方面也没有统一的认识。对该类型风场的研究，无疑可以拓宽对海上风电场的了解，为以后风场的工程建

5、设提供理论支持，加快海上风能的开发进度。本文的研究重点是直流串联型风电场的控制技术，内容上主要分为两个部分，一部分是基于直流串联的风力发电系统的结构和控制技术以及风电场的结构和控制技术；另一部分是MMC型并网变流器，按照风能并网的要求对其结构和控制策略作了深入的分析。全面总结本文的研究工作，可得到以下结论：⑴直流串联型风机的控制难点是出口电压V-Apos[J].Reneissionalternativesforoffshoreelectricalpo.Reliabilityissuesofoffshoretopology[C].Proceedingofthe10th

6、InternationalConferenceonProbabilisticMethodAppliedtoPo,PMAPS2008,Rincon,Puertorico:IEEEputerSociety,2008:529-533.[10]Axelsson,U.,Holm,A.,Liljegren,C.,etal.TheGotlandHVDClightproject-Experiencesfromtrialandmercialoperation[C].IEEConferencePublication,2001,Amsterdam,Netherlands:Institut

7、ionofEngineeringandTechnology,2001(1).(责任编辑：lggshen)