双馈风电机组并网的电压波动和闪变及其抑制策略研究

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1、IIIIIlUlIIIIIIUIIIIlY2358170VoltagefluctuationandflickeremissionofDFIG，andresearchonmitigationusingSTATCOMShaoKunB．E．(NavalUniversityo删LA)2009AthesissubmittedinpartialsatisfactionoftheRequirementsforthedegreeofMasterofEngineeringElectricalEngineeringintheGraduateSchoo

2、lofHunanUniversi够SupervisorAssociateProfessorLIPeiqiangProfessorLIXinranApril，2013湖南大学学位论文原创性声明本人郑重声明：所呈交的论文是本人在导师的指导下独立进行研究所取得的研究成果。除了文中特别加以标注引用的内容外，本论文不包含任何其他个人或集体己经发表或撰写的成果作品。对本文的研究做出重要贡献的个人和集体，均己在文中以明确方式标明。本人完全意识到本声明的法律后果由本人承担。作者签名：廊铌j日期：矽侈年}月功日学位论文版权使用授权书本学位论文作者完

3、全了解学校有关保留、使用学位论文的规定，同意学校保留并向国家有关部门或机构送交论文的复印件和电子版，允许论文被查阅和借阅。本人授权湖南大学可以将本学位论文的全部或部分内容编入有关数据库进行检索，可以采用影印、缩印或扫描等复制手段保存和汇编本学位论文。本学位论文属于l、保密口，在——年解密后适用本授权书。2、不保密团。(请在以上相应方框内打“√”)作者签名：导师签名：邪绲杏舞强日期：砂廖年，月谚日日期：劢f弓年罗月劣日硕士学位论文摘要随着人类社会的发展，能源、环境问题已成为当今人类生存和发展所需要解决的紧迫问题，以清洁、可再生能源为

4、主的能源结构将成为未来发展的必然。风能作为一种新的清洁能源，被广泛的应用。随着风电场规模不断扩大，风电场并网对电网的影响也越来越大，这已经严重阻碍了大规模风电场的发展。并网运行的风电机组会对电力系统的电能质量造成一定的影响，其中的电压波动及闪变问题尤其突出，因此在含有风电场的电力系统中，研究并网风电机组引起的电压波动和闪变变得越来越重要。本篇论文从以下几个方面讨论了双馈异步电机DFIG(Doubly-FedInductionGenerator)并网引起的电压波动和闪变问题：(1)研究了风力发电机模型，桨距控制模型，风速模型，并且通

5、过对风力机的主要机型在同步旋转坐标系下的动态方程的推导，建立DFIG的数学模型，并介绍了双馈风力发电系统相应的矢量控制策略。(2)叙述了电压波动和闪变的概念，并根据IEC闪变框图设计了闪变测试系统模型用于测试风电引起的闪变。深入分析了风电机组并网引起电压波动和闪变的原因，找出了与之关联的四方面因素：湍流强度、风速，系统在公共连接点处的短路容量、电网线路X／R比。在仿真软件PSCAD／EMTDC(ElectroMagneticTransientinDCSystem)标准风电系统的基础上，应用所建立的风电并网模型来对上述几个因素的影响

6、进行仿真测试，并将测试结果进行了分析和比较。仿真结果表明，风速、湍流强度、系统在公共连接点处的短路容量比、电网线路X／R比对公共连接点处的电压波动和闪变均具有较大影响。(3)通过对静止同步补偿器STATCOM(StaticVarGenerator)工作原理的分析和数学模型的建立，分析STATCOM直接电流控制和间接电流控制，通过比较得出采用性能更优越的电流直接控制方法具有更好的效果。(4)并网风电机组引起的电压波动对系统的危害很大，减小并网风电机组引起的电压波动对系统的安全、稳定运行十分重要。DFIG并网运行时需要吸收大量的无功功

7、率，因而需对风电场出口进行无功补偿，采用STATCOM进行无功补偿对减小电压波动及维持系统的稳定运行具有重要意义。对含STATCOM的并网风电机组进行仿真分析，仿真结果验证了STATCOM在各种情况下均能够有效抑制并网风电机组的电压波动及闪变。关键词：风电机组；双馈风机；公共连接点；电压波动；电压闪变；STATCOMⅡ双馈风电机组并网的电压波动和闪变及其抑制策略研究AbstractTheenergySOLU'Ceandenvironmentproblemhasbecomeapressingproblemtobesolvedforh

8、umansociety’Ssurvivinganddevelopingnowadays，withthedevelopingofhumansociety．Therenewableresourcedevelopmentandutilizationhav