论文总字数：21083字

摘 要

近年来，柔性直流发电飞速发展并且应用在多个譬如海上，风电并网这些领域。柔性直流输电拥有更明显的技术优势和经济优势，已经完全优越于传统的高电压直流输电技术，所以，这项技术得到了很大的关注，并在许多领域得到应用。近年来，由于风力发电的大容量和清洁性，它已成为电力系统中最具竞争力和商业化的可再生能源发电技术之一。由于风力发电的不确定性，对电网的大规模接入会在电力系统的调频和调峰方面造成极为严重的问题。本文向读者介绍了柔性直流输电的原理及控制方式，低惯量系统的特性及危害，针对大型风电并网的情况下提出一种频率控制策略，通过改善整流器，逆变器控制器部分，增加限幅环节，使其在低惯量系统中频率响应得到控制。利用matlab软件，选择VSC-HVDC模板，建立了DFIG并网的低惯量VSC-HVDC模型，通过分析仿真负荷突增和突减的情况下，改进前控制器和改进后控制器的频率响应，验证了此中控制策略的可行性。

关键词；低惯量系统 柔性直流输电 数学模型 频率响应

Abstract

In recent years, flexible DC power generation has developed rapidly and has been applied in many fields such as offshore and wind power grid connection.Flexible DC transmission has more obvious technical and economic advantages and is completely superior to traditional high voltage DC transmission technology.Therefore, this technology has received great attention and has been applied in many fields. In recent years, due to its large capacity and cleanness, wind power generation has become one of the most competitive and commercialized renewable energy generation technologies in the power system. Due to the uncertainty of wind power generation, large-scale access to the power grid will cause extremely serious problems in frequency modulation and peak regulation of the power system. This paper introduces the principle and control method of flexible direct current transmission, the characteristics and hazards of low inertia system, and proposes a frequency control strategy for large-scale wind power grid connection. By improving rectifier and inverter controller and adding limiting link, the frequency response in low inertia system can be controlled. The low inertia VSC-HVDC model of DFIG grid connection is established by using matlab software and selecting VSC-HVDC template. The feasibility of this control strategy is verified by analyzing the frequency responses of the improved controller and the improved controller under the condition of sudden load increase and decrease.

Key Words：Low inertia system VSC-HVDC Mathematical model

frequency response

目录

第1章 绪论 6

1.1国内外柔性直流输电的现状与发展 6

1.2柔性直流输电的技术特点 7

1.2.1 应用的优势 7

1.2.2 应用的局限性 8

1.3含高比例新能源发电电力系统的低惯量特性及危害 8

1.3本文的研究工作 10

第2章 柔性直流输电系统的原理及控制方式 11

2.1系统基本结构和原理 11

2.2 基本控制方式 12

2.3矢量控制分析 14

2.3.1锁相环（PLL） 15

2.3.2外环控制 16

2.3.3内环控制 18

第3章 多种状态下柔性直流输电的特性 21

3.1VSC-HVDC的稳态功率特性 21

3.2 稳态情况下VSC-HVDC的仿真 24

3.3矢量控制下VSC-HVDC的低惯量特性仿真验证 26

3.3.1系统表现出低惯量的原因 26

3.3.2风电并网直流外送模型 26

3.3.3低惯量响应特性的仿真 27

第4章VSC-HVDC系统控制策略 29

4.1针对低惯量系统提出的控制策略 29

4.2控制器的设计 29

4.3附加控制器工作原理分析 31

4.4仿真验证与结论分析 31

第 5 章 小结与展望 37

参考文献 38

致谢 40

第1章 绪论

1.1国内外柔性直流输电的现状与发展

随着经济的快速发展，能源行业的创新加速，随着电力环境和能源短缺的加剧，城市环境也在迅速增加，对配电和输出的电力需求也在不断增加。为了进行更全面，更合理的规划和部署，需要进行技术创新和创新，以有效解决城市地区的岛屿供电和可再生能源问题，确保人们的电力需求，并改善现有输电走廊的电力。通过服务，有必要有效地发挥电网的作用。承载能力是关键。现有的直流或交流输电技术无法满足日益增长的电力需求，无法解决生产问题，无法及时利用创新技术的力量，依靠电力电子技术的发展，并采用灵活的直流输电技术。不断创新。为了确保稳定的电源供应，解决当前的现实问题，促进输电方式的变革，并创新未来的电网配置计划[1]。

近年来，由于风力发电的大容量和清洁性，它已成为电力系统中最具竞争力和商业化的可再生能源发电技术之一。由于风的不确定性，与电网的大规模连接带来了电力系统中频率和峰值调节的极为严重的问题。由于电源开关设备的发展以及风力发电设备的不断增加，灵活的直流输电逐渐成为风电连接的主流选择。 VSC-HVDC系统的运行控制灵活可靠，可以减少因风脚前景的连接而造成的损失，提高了风力发电能力和输电能力。大规模的风力发电已成为世界范围内使用风能的主要趋势，基于VSC-HVDC系统的并网输电技术已成为国内外研究的热点。

请支付后下载全文，论文总字数：21083字