风电机组和风电场的功率特性及电能质量测试研究

摘要

功率特性及电能质量测试是风电机组型式认证中必不可少的环节，也是评价风电场整体性能指标的主要方法。本文对风电机组和风电场的功率特性及电能质量测试进行了研究，依据IEC 标准提出了测试的基本方案和硬件配置，研究了适合风力发电的闪变测试系统，解决了闪变测试系统低频段存在的误差问题。 本文主要内容包括： (1)对IEC功率特性测试标准进行了分析与比较，依据IEC标准提出了风电机组功率特性的现场测试方案和硬件配置。 (2)研究了风电场功率特性测试的方法、测试程序以及所需要的设备等，提出了测试的基本方案。 (3)概述了风电机组电能质量测试的方法，并依据 IEC 标准提出了现场测试方案和硬件配置。研究了风电场电能质量评估方法，并计算了示例系统中风电场产生的谐波、风电场在连续运行和切换操作过程中产生的闪变及其在电网中的传递情况。 (4)对IEC闪变仪进行了数字化仿真，并对低频段存在的误差进行了研究，通过修正加权滤波器的参数使数字化闪变测试系统在低频段的精度达到风电的测试要求，同时也不会影响高频段的精度，解决了闪变测试系统低频段存在的误差问题。

目录

文摘

英文文摘

第一章绪论

1.1选题背景和意义

1.2国内外研究现状

1.3本文工作

第二章风电机组功率特性测试方法

2.1引言

2.2 IEC 61400-12-1更新的主要内容

2.2.1气象桅杆的定位和测量扇区的确定

2.2.2试验场地地形的要求

2.2.3有效扇区的确定

2.2.4测量功率曲线的确定

2.2.5风速计的标定

2.3测试方案及硬件配置

2.3.1测试方案

2.3.2硬件配置

2.4气象桅杆上设备的安装

2.5小结

第三章风电场功率特性测试方法

3.1引言

3.2风电场功率特性测试的原理

3.3测试设备

3.4风况相关性测试

3.4.1数据收集

3.4.2数据选择

3.4.3测试持续时间

3.4.4基础数据

3.4.5结果分析

3.5风电场功率特性测试程序

3.5.1风电场运行

3.5.2数据收集

3.5.3数据筛选

3.5.4数据校正

3.5.5基础数据

3.5.6测试持续时间

3.6风电场功率特性的确定

3.6.1参考风速和风向

3.6.2风电场输出功率

3.6.3确定风电场的功率特性

3.7功率特性对比

3.8测试方案

3.9小结

第四章风电场电能质量评估方法

4.1引言

4.2风电机组电能质量测试方法

4.3风电机组电能质量测试方案和硬件配置

4.3.1风电机组电能质量现场测试方案

4.3.2风电机组电能质量测试的硬件配置

4.4风电场电能质量评估

4.4.1电能质量长期阶段测试评估

4.4.2电压变动和闪变的评估方法

4.4.3 闪变值的传递

4.4.4谐波的评估

4.5工程实例

4.6小结

第五章数字化闪变测试系统的研究

5.1引言

5.2风电机组产生电压波动和闪变的机理

5.3与闪变有关的基本概念

5.4电压波动信号检出方法

5.5 IEC闪变仪原理

5.6数字化闪变仪模型

5.7系统仿真

5.8 闪变值的求取

5.9小结

第六章结论

致谢

参考文献

附录

攻读硕士学位期间参与的项目及发表的论文