一种面向风电场无功优化的SVG控制方法的研究

摘要

我国风力发电事业虽然起步比较晚，但是发展势头迅猛，到2010年底，我国风电装机总量达44GW。虽然风电事业发展欣欣向荣，但是大规模的风电并网运行给主干输电网络带来了新的问题。在诸多问题中，最难以解决的就是风电场无功优化控制。由于风电场风力发电机在发电时，需要从电网吸收一定的无功功率，而所需无功功率的容量是随机的，难以预测的，这就造成并网点电压波动，严重的影响了电网安全经济运行。
　　本文针对风电场无功优化的问题深入研究，参考了基于智能算法的一些无功优化方法，改进了传统的SVG控制无功的策略，实现柔性控制风电场无功功率的功能。这种控制策略是将无功优化管理控制策略、动态有差斜率控制策略和多SVG并列运行控制策略协调配合，达到对风电场无功优化的目的。通过对风电场综合参数进行判断，得到风电场的实时状况，针对不同的状况选择合适的控制策略。为了使控制策略达到最理想的工作状态，硬件电路的设计使用了双CPU的处理器，包括单片机和DSP两个数据处理芯片，根据各自性能分工明确。FPGA的使用，可以扩展DSP极有限的脉冲输出通道，使得级联式多电平技术可以应用在大功率的逆变场合。
　　本文的第五章，重点介绍风电场无功控制策略的仿真结果及其分析。仿真模型是在Matlab/Simulink环境下搭建的。仿真结果验证：SVG的风电场无功优化控制策略不但可以准确的实时补偿接入点无功缺额，还可以在稳态下对风电场任意时刻的无功潮流进行优化，从而提高风电场电能质量，使风电场稳定运行。

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第一章 绪论

§1-1 风力发电事业

§1-2 风电场无功优化问题

§1-3 本文的研究内容与方案

第二章 风电场电力系统

§2-1 风电场电力系统结构

§2-2 DFIG工作原理与控制策略

§2-3 风电场无功及其优化控制

§2-4 本章小结

第三章 SVG工作原理与控制

§3-1 瞬时无功功率理论

§3-2 SVG拓扑结构与数学模型

§3-3风电场无功优化要求与SVG控制方法

§3-4 本章小结

第四章 面向风电场无功优化的SVG控制策略的研究

§4-1基于SVG的风电场无功优化与控制方法的实现

§4-2风电场无功优化控制策略

§4-3 面向风电场无功优化的SVG核心控制器设计

§4-4 SVG主回路及其控制系统结构

§4-5 本章小结

第五章 SVG无功优化的仿真研究

§5-1 Matlab及Simulink介绍

§5-2 SVG仿真模型的搭建

§5-3 风电场无功优化仿真结果及其分析

§5-4 本章小结

第六章 全文总结

参考文献

致谢