静止同步补偿器对风电场动态行为以及稳定性影响的研究

摘要

由于技术的进步和成本的下降，风电在全球范围内得到了迅速的发展，2至3MW的风机已经普遍的商业化，5MW风机也将应用于实际工程。另外，许多国家的政府都制定了可再生能源的扶持政策，对风能接入电网起到重要的推动作用。因此，风电成为一种应对全球气候变暖和化石能源减少的挑战的重要低碳能源。
　　然而，大量的优质风资源分布在偏远地区，是风电场经过长线路接入电网，导致电网变弱。连接到弱电网时，由于公共连接点电压会随着风电场输出功率的变化而变化，风电场会面临电压稳定性问题。在这种工况下，无功功率补偿更加显得重要。静止同步补偿器应用于连接弱电网的风电场，通过提供快速的无功功率补偿可以支持公共连接点电压，从而提高风电场稳定性。
　　本文主要研究了静止同步补偿器对风电场动态行为以及稳定性影响的研究。首先讨论了基于静止同步补偿器无功支撑的风电场稳定性问题的研究背景、意义和现状。然后，研究了风电场接入弱交流电网所存在的稳定性问题，发现风电场电压静态稳定极限和功率传输极限将会随着电网强度的减弱而降低。接着，建立了基于静止同步补偿器无功支撑的风电场接入弱交流电网的模型，并在时域仿真软件中加以实现。最后，研究了静止同步补偿器对风电场电压稳定性的影响以及对风电场故障穿越的影响。结果表明静止同步补偿器的应用减小了弱电网下风电场电压的波动幅度，提高了电压稳定极限和功率传输能力，并且有利于实现风机的故障穿越。

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选题的依据与意义

国内外文献资料综述

1 绪论

1.1 课题研究的背景和意义

1.2 课题研究现状

1.3 本文的研究内容及各章节安排

2 连接弱电网的风电场的稳定问题分析

2.1 引言

2.2 弱交流电网特性分析

2.3 连接弱电网的风电场稳定性问题分析

2.4 STATCOM对连接弱电网的风电场稳定性的影响

2.5 本章小结

3 STATCOM与风力发电机的控制与建模

3.1 引言

3.2 STATCOM的控制与建模

3.3 风机的控制与建模

3.4 本章小结

4 基于STATCOM无功支撑的风电场稳定性分析

4.1 引言

4.2 STATCOM对风电场电压稳定性的影响

4.3 STATCOM对风电场故障穿越的影响

4.4 本章小结

5 总结与展望

5.1 全文总结

5.2 工作展望

参考文献

附录：攻读工程硕士学位期间发表的部分科研成果

致谢