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大型并网风电机组在电压三相不平衡下电能质量分析及改进

作　者: 田易之
导　师: 晁勤
学　校: 新疆大学
专　业: 电力系统及其自动化
关键词: DFIG PMSG 电压三相不平衡电能质量 SVC
分类号: TM315
类　型: 硕士论文
年　份: 2010年
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内容摘要

风力发电是一种特殊的发电形势,具有许多不同于常规能源发电的特点。大型风电场的并网运行对地区电网的电能质量、安全稳定等诸多方面会带来一些负面的影响。本论文主要着眼于在PCC处由于电能质量不达标的情况下并网风力发电场与电网之间的相互影响,就现阶段的变速恒频风力发电机组—双馈异步发电机(Doubly Fed Induction Generator—DFIG)和永磁直驱发电机(Permanent Magnet Synchronous Generator—PMSG)进行分析。首先,简单介绍风力发电机组和其相关的等效电路。其次,着重针对以上两种风力发电系统的运行特点以及与电网直接相连接的各个组成部分在电压三相不平衡这种电能质量非正常工况下分别进行理论分析,并在软件DIgSILENT/PowerFactory中对以上理论分析进行了仿真验证。然后,在此基础上探讨大型并网风电场与大系统之间在此非正常工况下有可能产生的电能质量问题。问题本文从实际工程背景出发,结合理论分析和两种变速恒频风力发电机组的实际运行状况,不仅从稳态电能质量,也从瞬时功率输出这两个方面对两种变速恒频风力发电系统在电压三相不平衡非正常工况下的电能质量环行量化评估。进而针对电压三相不平衡这种非正常工况所利用SVC进行相应的补偿措施和采用补偿策略提供理论依据,以及可以改善类似电能质量问题的有效的措施。同样也对其它能够有效解决这类问题的方法和措施进行了展望。根据以上所得的结论进行总结,为大型并网风力发电系统在前期规划提供参照,为今后的科研研究以及实际工程提供依据和借鉴。

全文目录

摘要  4-5
Abstract  5-7
第1章绪论  7-17
  1.1 课题研究的背景和依据  7-9
    1.1.1 课题的背景和依据  7-9
    1.1.2 论文选题的背景  9
    1.1.3 论文选题的意义  9
  1.2 国内外相关问题研究现状  9-16
    1.2.1 国内外在三相电压不平衡情况下风力发电所存在问题的研究现状  10-12
    1.2.2 提高风力发电系统电能质量的措施  12-16
  1.3 本文研究的内容  16-17
第2章基于系统三相不平衡的电能质量理论分析  17-35
  2.1 DFIG 发电系统的一般结构和运行特点  17-19
  2.2 DFIG 发电系统在系统三相电压不平衡下的分析  19-33
    2.2.1 异步机在系统三相电压不平衡下的分析  19-24
    2.2.2 PWM 变频环节在不平衡电压下的分析  24-33
  2.3 PMSG 风力发电系统在电压三相不平衡下的理论分析  33-35
第3章基于三相不平衡电力系统的仿真分析  35-48
  3.1 DFIG 发电系统在负序电压不平衡度不超过2%的仿真  36-43
  3.2 PMSG 发电系统在负序电压不平衡度不超过2%的仿真  43-47
  3.3 小结  47-48
第4章利用SVC 提高在不平衡电压下风力发电系统的电能质量  48-56
  4.1 利用SVC 提高在不平衡电压下 DFIG 发电系统的电能质量  48-53
  4.2 利用SVC 提高在不平衡电压下 PMSG 发电系统的电能质量  53-56
第5章结论与展望  56-58
  5.1 结论  56
  5.2 展望  56-58
参考文献  58-61
攻读硕士学位期间所发表的论文  61-62
致谢  62

大型并网风电机组在电压三相不平衡下电能质量分析及改进

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