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静止无功发生器在风电场电网中的应用研究

作　者: 宋磊
导　师: 王兴贵; 郑伟
学　校: 兰州理工大学
专　业: 电力系统及其自动化
关键词: 无功补偿风电场静止无功发生器电能质量电压稳定性
分类号: TM614
类　型: 硕士论文
年　份: 2012年
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内容摘要

在电力紧缺和能源危机日趋严重的今天，风能是目前最具有大规模开发利用前景的清洁能源，日益受到世界各国的重视。随着风电装机容量在整个电网中所占比重的不断增大，大规模风电并网对电力系统的影响也越来越突出。无功补偿作为改善风电场电网电能质量，提高系统运行稳定性的重要措施，在风电场得到了广泛的应用。静止无功发生器(SVG)目前作为性能最为优良的动态无功补偿装置，代表了无功补偿的发展方向。本文主要针对静止无功发生器在风电场正常运行和故障时的作用进行了研究。论文首先介绍了风电场目前三种常用动态无功补偿装置的工作原理、控制策略和衡量其性能的性能指标；通过现场试验对三种装置的性能指标进行了测试，并根据测试结果对三种装置的性能进行了分析比较。接着以酒泉风电基地某大型风电场为研究对象，对大规模风电并网对电力系统的影响进行了研究，对SVG在风电场正常运行和故障时的作用进行了仿真，并通过现场试验对SVG在风电场电网故障时的作用进行了验证。根据在测试静止无功发生器动态响应时间时存在的问题，对影响其动态响应时间的控制参数进行了调整，使SVG的动态响应时间满足了风电场运行的要求。最后根据动态无功补偿装置在运行中存在的问题，研究了一种混合无功补偿系统。对混合无功补偿系统的工作原理、系统组成和控制策略进行了分析，并对混合无功补偿系统在风电场并网点电压跌落时为风电场提供无功支撑的能力进行了仿真。仿真结果表明：当风电场并网点电压跌落时，混合无功补偿系统比单独使用SVG能提供更大的无功支撑，从而加快故障系统的恢复。

全文目录

摘要  7-8
Abstract  8-10
插图索引  10-12
附表索引  12-13
第1章绪论  13-17
  1.1 概述  13-14
  1.2 风电场无功补偿的作用  14
  1.3 风电场无功补偿的方式  14-15
  1.4 SVG 在风电场应用的国内外研究现状  15-16
  1.5 本文研究的主要内容  16-17
第2章风电场常用动态无功补偿装置的工作原理、控制策略与性能分析  17-29
  2.1 风电场常用动态无功补偿装置的工作原理  17-19
  2.2 三种动态无功补偿装置的控制策略分析  19-23
  2.3 三种动态无功补偿装置性能测试  23-28
  2.4 本章小结  28-29
第3章 SVG 在风电场电网正常运行和故障时的作用  29-41
  3.1 风电场正常运行时给电网带来的电能质量问题  29-31
  3.2 风电场在故障状态下对电力系统稳定性的影响  31-35
  3.3 SVG 在风电场正常运行时作用的仿真研究  35-36
  3.4 SVG 在风电场电网故障时作用的仿真研究与试验验证  36-40
  3.5 本章小结  40-41
第4章 SVG 控制参数优化研究  41-48
  4.1 SVG 的数学模型  41-44
  4.2 SVG 的控制系统组成  44-45
  4.3 SVG 控制参数优化现场试验  45-47
  4.4 本章小结  47-48
第5章混合无功补偿系统在风电场电网中的应用  48-55
  5.1 风电场动态无功补偿装置在运行中存在的问题  48-49
  5.2 混合无功补偿系统不同搭配方案分析  49-50
  5.3 混合无功补偿系统控制策略分析  50
  5.4 采用同一控制器的 MCR 和 SVG 型混合无功补偿系统的研究  50-54
  5.5 小结  54-55
结论与展望  55-56
参考文献  56-59
致谢  59-60
附录 A 攻读学位期间发表的学术论文  60

静止无功发生器在风电场电网中的应用研究

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