无功补偿对风电并网系统的电压稳定性影响的研究

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1、图书分类号：U.D.C.:工学硕士学位论文无功补偿对风电并网系统的电压稳定性影响的研究硕士研究生：赵萌姣导师：李国庆教授申请学位级别：工学硕士学科专业：电气工程所在单位：电气工程学院答辩日期：2015年4月授予学位单位：东北电力大学ClassifiedIndex:U.D.C.DissertationfortheDoctoralDegreeinEngineeringTheStudyontheInfluenceofReactiveCompensationforVoltageStabilityofWindFarmIncorporatedSystemCandidate：ZhaoMengj

2、iaoSupervisor：Prof.LiGuoqingAcademicDegreeAppliedfor：DoctorofEngineeringSpeciality：ElectricalEngineeringAffiliation：SchoolofElectricalEngineeringDateofOralExamination：Apr.2015University：NortheastDianliUniversity摘要随着人们环保意识的增强，风能作为一种清洁的可再生能源，受到了世界各国的高度重视，风力发电已成为各国能源发展战略的重要方向。随着风电比重的日益增加，风电对电网的影

3、响日益严重，其中，风电系统的电压稳定问题是风电场并网运行最受关注的问题之一,解决电压稳定问题直接有效的方法就是进行无功补偿。作为无功补偿领域中的最新技术静止同步补偿器STATCOM(StaticSynchronousCompensator)，具有响应速度快，稳定性好，无功输出连续等优点，适合用来对风电并网系统进行动态无功补偿，提高风电接入系统的电压稳定性。本文首先对双馈感应风力发电机组的风速模型、风力机、发电机和变流器结构、潮流计算模型和工作原理进行分析，搭建了各部分d-q同步旋转坐标系下的数学模型。选择静止无功补偿器STATCOM作为动态无功补偿设备，建立了d-q坐标系下的数学

4、模型，采用了基于矢量控制的前馈解耦控制策略，简述了其进行无功补偿的工作原理，在MATLAB/SIMULINK仿真平台上建立了含STATCOM的双馈感应风力发电机组并网模型。然后以风电接入IEEE-9节电系统为例，以较大限度地提高系统的静态电压稳定性为目标，基于无功裕度指标，采用STATCOM最佳安装地点的选择方法，确定其在系统中的安装位置以及无功补偿量，并以灵敏度指标为依据，验证了本文提出方法的正确性和有效性。最后对补偿后的系统进行仿真，结果表明STATCOM对提高风电并网系统的静态和暂态电压稳定性都有很好的作用。关键词：风力发电；静止同步补偿器；无功补偿；静态电压稳定；暂态电压

5、稳定；IAbstractWiththerisingofpublicawarenessforenvironmentprotection,thewindenergy,asacleanandrenewableenergy,isattachedgreatimportancebycountriesallovertheworld,andwindpowergenerationhasbecomeanimportantdevelopmentdirectionofmanycountries’energystrategy.Theimpactofwindpoweronpowergridisbecomin

6、gmoreandmoreseriousasincreasingoftheproportionofthescaleofwindpowerinthegrid.Amongthem,theproblemofthevoltagestabilityonwindpowersystemsisoneofthemostseriousproblemsinwindfarmincorporatedsystem,thedirectandeffectivemethodforsolvingtheproblemofvoltagestabilityisreactivepowercompensation.STATCO

7、M(StaticSynchronousCompensator)isrepresentativeofthelatesttechnologyinthefieldofreactivepowercompensation.Itishasthemeritoffastresponserate,goodstability,andcontinuousoutputofreactivepower,soissuitableforreactivepowercompensationtoimprovevolt