风电场的直流互联技术研究

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1、分类号：单位代码：安工夂奮论文题目：风电场的直流互联技术研究作者姓名：王常骐专业名称：电气工程导师姓名：郭家虎教授完成时间：二—五年六月中图分类号：论文编号：学科分类号：密级：公幵安徽理工大学硕士学位论文风电场的直流互联技术研究作者姓名：王常骐专业名称：电气工程研究方向：电工理论新技术导师姓名：鄣家虎教授导师单位：安徽理工大学答辩委员会主席：韩学民论文答辩日期：年月日安徽理工大学研究生处年月日ADissertationinNewPowerTheResearchonDCInterconnectionof

2、WindFarmCandidate:WangChangqiSupervisor:GuoJiahuSchoolofElectricalandInformationEngineeringAnHuiUniversityofScienceandTechnologyNo.168,ShungengRoad,Huainan,232001,P.R.CHINA独创性声明本人声明所呈交的学位论文是本人在导师指导下进行的研究工作及取得的研究成果。据我所知，除了文中特别加以标注和致谢的地方以外论文中不包含其他人已经发表或撰写

3、过的研究成果，也不包含为获得安徽理工大学或其他教育机构的学位或证书而佶用过的材料与我一同工作的同志对本研究所做的任何贡献均已在论文中作了明确的说明并表示谢意。学位论文作者签名：曰期年月曰学位论文版权使用授权书本学位论文作者完全了解安徽理工大学有保留、使用学位论文的规定，即：研究生在校攻读学位期间论文工作的知识产权单位属于安徽理工大学。学校有权保留并向国家有关部门或机构送交论文的复印件和磁盘，允许论文被查阅和借阅。本人授权安徽理工大学可以将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

4、印或扫描等复制手段保存、汇编学位论文。（保密的学位论文在解密后适用本授权书）摘要摘要近年来，风力发电技术发展迅猛，其发电量在整个电网中所占的比重日益增加，大规模大容量风电场的内部运行和并网技术将成为未来风电领域研究焦点。本文以永磁直驱式风力发电机组为基础，结合直流电网的相关技术，提出风电场直流互联的方法，即电机输出电能经过整流后并入直流母线，直流母线电压经直流升压站升高到可用于传输的电压等级并进行输送，然后再将直流电能经逆变器接入电网。文章分别从电机控制、换流站控制、直流电压控制和风电场能量管理几个方

5、面进行探讨，并通过仿真软件对研究结果进行验证。介绍了风电场直流互联的拓扑结构，提出一种新的适用于海上风电场的基于直流互联技术的风电场拓扑，对所提出结构的创新处进行详细阐述，同时总结了目前主要的风电场并网方式，并与所提拓扑结构在效率、成本和可行性等方面进行对比说明，论证了文中提出拓扑结构具有优化性。对模块化多电平基本理论在直流互联风电场中的应用做了介绍，利用最近电平逼近法设计一种基于的大功率单向变换器，并给出拓扑结构予以分析。对永磁直驱风力发电机组、交流换流器、升压站的具体控制进行描述，其中，永磁直驱风

6、力发电机组包括了风机控制、浆距控制以及机侧换流器的控制。文中先推导数学模型，再基于推出的数学模型提出相应的控制策略，做出控制框图，后对大型风电场整体的控制策略做出总结。利用仿真平台，将前述控制策略植入仿真模型并调试运行。研究风力发电机输出的有功功率、无功交换、定子电压，直流汇流母线上直流电压等仿真结果。通过改变风速大小、无功需求大小以及设置三相短路故障等方式，验证控制策略的可行性，同时也验证风电场在该结构和控制方式下能够实现电能的稳定输出。图表参关键词：风电场；直流并网；拓扑结构；轻型高压直流输电；定

7、直流电压控制；转子磁链定向控制；直流电网摘要，，，，，，，，，，，，，安徽理工大学硕士学位论文：目录目录摘要；绪论研究背景和意义研究背景研究意义国内外研究现状风力发电研究意义及现状直流技术研究现状仿真平台的选择研究内容和论文结构研究内容及创新点论文结构风电场直流互联并网拓扑结构研究前言传统风电场交流并网结构特点几种典型直流互联风电场拓扑结构和技术特点非直流升压型串联直流升压型机侧直流升压型两级直流升压型并联式集中直流升压型各拓扑结构间的对比分析本章小结在变换器中的应用前言拓扑结构及工作机理安徽理工大学

8、硕士学位论文调制方式基于的的控制策略本章小结直流互联下的风电场控制策略研究前言多机并联式集中直流升压型风电场结构简述海上永磁直驱风力发电机的控制风力机桨距角控制最大功率跟踪控制数学模型控制策略陆上网侧换流站的控制海上直流升压站的控制本章小结基于直流互联结构风电场的仿真分析前风电场正常运行时系统动态特性分析电网无功需求变化分析机侧单台退出运行时系统动态特性分析网侧母线三相短路故障时系统动态特性分析本章小结结论与展望全文总结工作展望作者简介及读研期间主要科研