基于VSC-HVDC的间歇性电源输电技术研究

摘要

随着能源紧缺和环境污染问题的日益严峻,世界各国对于风能和太阳能等可再生能源的发展高度重视,由于风力发电具有清洁、可再生、技术成熟和风力资源丰富等优势,得到了我国国家能源政策的大力支持。目前风电场可采用的联网方式主要有:交流联网、传统的HVDC联网和VSC-HVDC联网。本文主要对风电场经高压交流和VSC-HVDC两种不同的联网方式下的线路损耗、低电压穿越能力和暂态稳定性三方面进行了比较分析。本文首先采用了双馈感应电风力发电机的数学模型以及其控制运行系统,为进一步研究风电场奠定了基础。通过具体算例编程计算可知,风电场通过VSC-HVDC联网输电比经过高压交流联网输电总的有功损耗要高,但是交流联网系统存在无功损耗。通过MATLAB/SIMULINK搭建了风电场经交流和VSC-HVDC两种不同联网输电的模型,并分析了低电压时双馈感应电风力发电机的动态响应特性以及低电压穿越标准和技术。通过仿真可知,风电场经VSC-HVDC联网时,当VSC-HVDC系统内选择合适的直流电容器可以在系统故障时暂时储存风电场所发出的功率,系统恢复时将能量逐渐输送到电网,这样就可以满足风电场的低电压穿越的标准,相比经交流联网输电更加有利。最后本文仿真分析了风电场经不同联网输电下对于系统的暂态稳定性的影响,通过计算故障极限切除时间来比较分析,经具体算例分析可知风电场经VSC-HVDC系统联网输电更加有利于系统的稳定。