采用statcom改善笼型机风电场机组动态转矩的机理分析与控制策略研究

《采用statcom改善笼型机风电场机组动态转矩的机理分析与控制策略研究》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、分类号:学校代码:10128UDC:学号:20121100336硕士学位论文学生类别：全日制学术型硕士研究生学科名称：控制理论与控制工程论文题目：采用STATCOM改善笼型机风电场机组动态转矩的机理分析与控制策略研究英文题目：MechanismAnalysisandResearchonControlStrategyofDynamicTorqueImprovementforWindFarmwithSquirrelCageInductionGeneratorUsingSTATCOM学生姓名：庞洋导师姓名：田桂珍副教授二○一五年六月原创性声明本人声明：所呈交的学位论

2、文是本人在导师的指导下进行的研究工作及取得的研究成果。除文中已经注明引用的内容外，论文中不包含其他人d经发表或撰写过的研究成果，也不包含为获得内蒙古工业大学及其他教育机构的学位或证书而使用过的材料。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：t$指导教师签名：H期：pmR期：^nir学位论文版权使用授权书本学位论文作者完全了解学校有关保留、使用学位论文的规定，S卩：内蒙古工业大学有权将学位论文的全部或部分内容保留并向国家有关机构、部门送交学位论文的复印件和磁盘，允许编入有关数据库进行检索，也可以采用影印、缩印

3、或其它复制手段保存、汇编学位论文。为保护学校和导师的知识产权，作者毕业后涉及该学位论文的主要内容或研究成果用于发表学术论文须征得内蒙古工业大学就读期间导师的同意，并且版权单位必须署名为内蒙古工业大学方可投稿或公开发表。本学位论文属于保密□，在_年解密后适用本授权书。不保密0。（请在以上方框内打“V”）学位论文作者签名：指导教师签名：円期：威qR期：内蒙古工业大学硕士学位论文摘要近年来，我国风电产业发展迅猛，在装机容量和发电量方面，风电均已超过核电，成为我国第三大主力电源。随着并网风电装机容量逐年提高，风电对电力系统的影响也不容小觑。在风电系统中，电网由于受诸多

4、因素的影响导致公共连接点（PCC）电压不平衡，PCC负序电压引起笼型风力发电机组电磁转矩以2倍电网频率脉动，降低传动机构使用寿命。针对以上问题，本文以笼型机风电场为研究对象，在电网电压不平衡条件下，分析笼型风电场机组动态转矩的特性，研究STATCOM改善笼型风电场机组转矩特性的机理及其控制策略，为STATCOM在风电场的应用奠定基础。首先，本文介绍课题的研究背景、目的和意义，综述风力发电发展的历史和现状，以及我国风电行业面临的挑战，概括STATCOM在风电场的应用和研究现状。其次，分析STATCOM的工作原理，给出STATCOM和风力机的数学模型及风电场的拓扑

5、结构，设计STATCOM主电路参数。再次，根据电压平衡条件下笼型风力发电机组的数学模型，采用定子磁链定向的原则，得到电压不平衡条件下笼型风力发电机组的简化数学模型；分析电压不平衡下发电机组电磁转矩产生脉动的机理，建立电磁转矩脉动幅值和电网正负序电压之间的关系；通过仿真验证机理分析的正确性。然后，根据系统的单相负序等效电路，分析STATCOM改善笼型机风电场机组转矩特性的机理；研究STATCOM输出补偿电流相位对PCC负序电压和转矩脉动幅值的影响；分析故障点到PCC间等效阻抗对STATCOM补偿能力的影响。最后，研究在电压不平衡条件下笼型机风电场STATCOM正

6、负序电压协调控制策略，在维持直流侧电压恒定的同时降低笼型发电机电磁转矩脉动，其补偿容量的分配原则是：优先补偿负序电压以减小PCC的电压不平衡度，剩余的STATCOM电流容量补偿正序电压以控制公共连接点电压稳定；设计基于二阶广义积分-锁频环（SOGI-FLL）的锁相环，快速准确地检测PCC正负序电压和相位，且可以实现频率自适应；在PSCAD/EMTDC环境下建立系统仿真模型，仿真验证STATCOM改善笼型风电机组动态转矩机理分析和STATCOM正负序电压协调控制策略的正确性和有效性。关键词：笼型机风电场；STATCOM；电压不平衡；正负序电压协调控制内蒙古工业大

7、学硕士学位论文AbstractInrecentyears,thewindpowergenerationhasbeendevelopedatunprecedentedspeedinChinasothattheinstalledcapacityandelectricitygenerationvolumeofwindpowerhasexceedednuclearpower,becomingthethirdlargestmainpowersupplyinthepowersystem.Alongwiththeincreaseofwindturbinecapacityin

8、theproportionofthep