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《上海电机学院》 2019年
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风电并网的谐波抑制与动态无功补偿研究

易继泽  
【摘要】:在现代社会中,电能在大到国家经济中以及小到人们的日常生活中都起着至关重要的作用。我国正处于各行各业快速发展时期,电能的可持续发展在很大程度上决定着社会经济的可持续发展。因此,电网的稳定性、安全性和电能质量的好坏决定着国家经济的发展以及人民生活的水平。科学技术的进步,社会的发展导致了大量新型电力电子设备的发展,这些设备接入电网后虽然它们提高了生产率,但也带来了电能质量问题。一方面,由此产生的电能质量问题会对电气设备造成危害,另一方面,会对电网运行的安全稳定运行构成严重的威胁。因此,研究提高电能质量以及系统稳定运行的工作具有重要的理论意义和工程价值。本文以上海致远绿色能源有限公司双馈风机发电为背景,来研究风电并网系统中的谐波产生与抑制,并用合适的无功补偿装置进行无功补偿。本文首先根据双馈风力发电机的构造原理建模,并详细的分析了风电并网系统谐波主要来源及种类。在原有谐波检测方法基础上,通过动态抑制谐波的有源滤波器对风机产生的各种谐波进行谐波检测与抑制,用改进后的滤波器算法和平均值算法取代传统响应速度一般的低通滤波器,因此,改进后的谐波检测算法的精确度以及试验测试的动态响应速度大大的提高,并且能有效滤除风电并网系统产生的多次谐波。对原有的滞环控制策略基础上加了反馈环节形成闭环控制,形成一种全新的数字低通滤波器,能更好快速、准确达到补偿并网系统谐波电流的效果。并多次在MATLAB仿真软件下建立了相应谐波检测与抑制的数学仿真模型,分别对改进后的谐波检测算法以及改进后的谐振器控制的谐波抑制策略多次在simulink模块进行了仿真分析。其仿真结果表明本文采用改进后谐波检测算法及改进后的谐波抑制策略使得谐波畸变率大大的降低,满足电网电能质量的要求以及安全稳定的运行,验证了所提的策略的有效性。最后采用静止无功补偿发生器(STATCOM)装置对系统无功不足的节点进行无功补偿,仿真效果表明该装置的补偿显著,并说明了其装置的优越性。
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