風力發(fā)電場自啟動及運行控制技術研究.pdf

1、隨著雙饋異步風電機組(DFIG)的大規(guī)模應用，針對DFIG的控制研究也成為風力發(fā)電的研究熱點。在電網(wǎng)發(fā)生故障導致風電機組脫網(wǎng)時，傳統(tǒng)的風機控制需要并網(wǎng)啟動，這進一步加重了電網(wǎng)運行的負擔。隨著電力電子技術的發(fā)展，可以由風電場實現(xiàn)自啟動并為重要負荷供電，進一步實現(xiàn)并網(wǎng)發(fā)電，增強電網(wǎng)運行的健壯性。因此，有必要開展在脫網(wǎng)條件下風電場的自啟動與運行控制方法的研究。本文主要研究工作如下:
　　(1)研究了DFIG的自啟動模型以及其電壓、頻率的

2、響應特性。通過詳細研究DFIG的運行原理與結構，選取并推導了適合其自啟動研究所需要的動態(tài)模型。同時詳細研究了DFIG的電壓以及頻率響應特性，研究表明DFIG可以參與到風電場自啟動的電壓、頻率控制過程中。
　　(2)提出了基于儲能系統(tǒng)的DFIG自啟動控制方法。以脫網(wǎng)運行下的DFIG動態(tài)模型為研究對象，進一步設計了采用反饋線性控制算法的風電機組自啟動控制模型。提出了一種DFIG自啟動控制方法，其將自啟動控制過程分為:自激啟動、電壓調(diào)節(jié)

3、、頻率調(diào)整三個階段，各階段對變流器采用不同的控制模型和開關規(guī)則，并通過時域仿真驗證了控制方法的有效性和穩(wěn)定性。
　　(3)提出了基于STATCOM/BESS的風電場啟動與運行控制方法。詳細研究了STATCOM/BESS的數(shù)學模型，并給出了功率解耦控制方法;提出了在STATCOM/BESS的支撐下具備自啟動能力的DFIG風電機群與常規(guī)DFIG風電機群的面向接入點控制方法。該方法主要針對DFIG風電場運行的不同工況，一共分為自啟動控制

4、、電能質(zhì)量控制與協(xié)調(diào)啟動控制三個階段。通過時域仿真驗證了該方法可以實現(xiàn)整個風電場的穩(wěn)定啟動與運行控制。
　　(4)提出了基于模糊自適應算法的風電場啟動與運行控制方法?？紤]到在風電場的整體運行控制中，不同階段對于有功和無功設備的需求不同，控制器單一的整定參數(shù)無法滿足總體最優(yōu)的需求，因此在面向接入點控制的基礎上提出了STATCOM/BESS與DFIG的協(xié)調(diào)控制方法。該協(xié)調(diào)控制方法以模糊自適應控制算法為基礎，通過檢測系統(tǒng)中電壓與頻率的偏