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《基于提高风电场电能质量statcom控制方法的研究》由会员上传分享，免费在线阅读，更多相关内容在学术论文-天天文库。
1、ThesisSubmittedtoHebeiUniversityofTechnologyforTheMasterDegreeofElectricalEngineeringRESEARCHONCONTROLSTRATEGYOFSTATCOMBASEDONIMPROVINGPOWERQUALITYOFWINDFARMSByShenChaoSupervisor:Prof.LiuFuguiNovember2013万方数据万方数据摘要由于风能是一种无污染的、取之不尽用之不竭的清洁能源，风力发电技术得到了迅速发展，并且电网已经接受风电并网。然而,并网运行的
2、风电场的电能质量问题也越来越得到广泛的关注，如：风速的随机性导致风电场无功功率波动，从而导致并电网点电压也随之波动，严重时有可能发生电压闪变，从而引起风力发电机脱网运行，最终给电网带来更大范围和更大强度的电压波动和电能损失。此外,风电场中大量电力电子装置的使用也会使得风电场输出的电压中谐波含量较高，从而引起电压波形不可接受的畸变。随着柔性交流输电技术的发展，静止同步补偿器STATCOM（StaticSynchronousCompensator）作为FACTS家族中重要的一员，与传统的无功补偿装置相比具有更快的响应速度和更为平滑的调节性能,因此得
3、到了广泛的应用。文章分析了风电场架构、风电场的运行原理，并对风力发电机的特性进行了研究。通过对风电场中主要存在的电能质量问题进行分析，介绍了无功功率在风电并网中所起到的重要作用。通过对常用的无功补偿装置进行比较，本文选择了STATCOM作为无功补偿设备。引入了瞬时无功功率的概念，通过对瞬时无功功率的研究以及STATCOM的数学模型以及工作原理的分析，在dq0坐标系中建立了基于瞬时无功功率理论的STATCOM数学模型。同时，分析了瞬时无功电流ip-iq的检测方法。对于STATCOM的控制方法，本文改进了一种基于模糊控制理论的逆系统PI控制方法，在
4、逆系统PI控制器中加入了分数阶控制器，即逆系统PIλ控制，其中控制器的参数通过遗传算法进行优化。最后，在Matlab/simulink中搭建了风电场电力系统仿真模型以及改进型STATCOM控制模型。通过仿真证明了基于模糊控制理论下的逆系统PI控制系统和基于模糊控制理论的逆系统PIλ控制方案在风电场无功补偿中，都起到了稳定并网点电压的作用，且证实了基于模糊控制理论的逆系统PIλ控制在风速变化时对节点电压的稳定性能要优越于基于模糊控制理论的逆系统PI控制，且其动态性能更好。关键词：风电场静止同步补偿器(STATCOM)电压稳定模糊控制理论分数阶控制
5、器I万方数据ABSTRACTWindpowergenerationtechnologyhasarapiddevelopmentandhasbeenallowedgridconnectedoperation,forwindpowerisinexhaustibleinsupplyanduse.However,thepowerqualityofgridconnectedWindPowerhasattractedmoreandmoreattention,suchas,voltagefluctuation,three-phasevoltageimbala
6、nceandharmonicspollution,evenmoreseverelossofpower.Inaddition,theapplicationofplentyofpowerelectronicdevicealsoleadstoincreaseofharmonicandthedistortionofvoltagewaveform.AsthedevelopmentofFlexibleACTransmissionSystem,asanimportantpartofFlexibleACTransmissionSystem,comparedto
7、traditionalreactivepowercompensation,hasadvantagesofamorerapiddynamicresponsivespeedandmoresmoothregulationperformance,soSTATCOMhasarapiddevelopment.Inthispaper,theframeworkandoperatingprincipleofWindPowerhasbeenstudied.Besides,thecharacteristicsofDFIGhavealsobeenanalyzed.Af
8、tertheanalysisofpowerqualityofWindPower,theroleofreactivepowercompensationh
