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MATLAB风电场的电能质量问题研究(2)

时间:2017-06-08 22:58来源:毕业论文
4 风电并网动态仿真 19 4.1风电场启动时的动态仿真 19 4.2风速干扰对电网影响的动态分析 20 4.3负荷扰动下风机接入系统的动态仿真 20 4.4风电场出口处短路故


4 风电并网动态仿真    19
4.1风电场启动时的动态仿真    19
4.2风速干扰对电网影响的动态分析    20
4.3负荷扰动下风机接入系统的动态仿真    20
4.4风电场出口处短路故障的动态仿真    22
4.5风机切机时的动态仿真    26
4.6低压穿越功能的探究    28
4.7安装静止无功补偿器的仿真    29
4.8仿真小结    30
结论    32
致谢    33
参考文献    34  
1  绪论
随着全球经济的迅速发展和人类生活水平的日益提高,能源问题和环境问题已成为当今世界各国面临的重大问题。化石资源的有限性和对环境的危害性,已经日益成为威胁着人类社会的安全和发展,开发新能源和发展可再生能源,实现经济可持续发展,已成为人类社会的共识。
风能是一种可再生的自然资源,是太阳能的一种转化形式。太阳的辐射造成地球表面受热不均匀,引起大气层中压力分布不均匀,从而使空气沿水平方向运动,空气流动形成风能。据估计,地球上的风能理论蕴藏量约为2.74X109MW,可开发利用的风能为2X107MW,是地球水能的10倍,只要利用地球上的1%的风能就能满足全球能源的需要。
与其他常规能源相比,风力发电有其自己的特点:(1)风力发电是可再生的洁净能源建设周期短;(2)装机规模灵活;(3)可靠性高;(4)运行文护简单;(5)实际占地面积小;(6)发电方式多样化等[1]。
随着电力电子元件的性价比不断提高,变频恒频电机、双馈电机等新型发电机组开始在风机上推广应用,风电场可以像常规机组一样,承担电压及无功控制的任务,正逐渐成为新的研究热点。
1.1风力发电背景
1.1.1  风力发电的产生
风能发电是一种开发成本较低、清洁、安全、可再生的能源。因此,风能的开发利用越来越受到重视。根据贝兹理论,风力机从风中吸收的能量不到空气动能的59.3%,同时由于受到机械结构等限制,实际值更小。因此,如何提高风能转化效率,获取更多风能,实现风能规模化利用,一直为学者及业界所关注。近年来,大型风电机组通过采用变速变桨距控制及最大功率跟踪MPPT等技术,旨在提高响应速度,获得最大能量(低风速时捕获最大功率,高风速时捕获额定功率)。但是,由于一些不确定因素存在,风能转换系统表现出强非线性特征,风力机产生的能量随着风速和风向的连续波动时快速变化的。传统线性定常控制器因存在较大超调和损失,系统稳定性差,不适合用来控制大型变速变桨距风电机组。根据风速大小,风力发电系统由4个动态过程构成,即启动、变速运行、变桨距运行和刹车。其中,启动、刹车过程使系统能在最短时间内有较快的响应速度:变速运行调节风能,减少或消除风能产生过程中的急剧波动,捕获最大能量,减弱暂态负荷的影响;变桨距控制通过调节浆距角文持风电机组输出额定功率不变[2]。
1.1.2 全球风力发电的现状
从1997年到2005,全世界风电装机容量没三年翻一番。2005年,全世界风电装机容量增长了26%,使年底的风电装机容量达到约60GW。德国的装机容量最高,超过18GW;而丹麦的人均装机容量最高,丹麦西部的风电发电量约占消费电量的25%。有时,日德兰半岛的风电机组出力甚至与消费电量相当[3]。
推动这种快速发展的不仅有各种财政支持机制,还因为风电技术及其快速的成熟。发电量的提高一方面是由于可靠性得到了改善,另一发面也得益于大型风电机组的开发。规模化发展的经济性对效率的提高只能起适度的作用,而风电机组加大意着塔架更高,风轮能捕捉到更高风速。技术发展也伴随着成本的降低,而成本降低部分是由于规模化的经济性,部分是由于生产技术的改进。最后,风电的成功也因为人们越来越意识到风力资源,尤其是海上风力资源的重大价值,而且他的能源成本正在接近用常规燃料发电的成本。某些情况,风力发电的成本甚至低于常规燃料发电成本。 MATLAB风电场的电能质量问题研究(2):http://www.751com.cn/zidonghua/lunwen_8799.html
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