级联式功率调节装置及其控制方法的研究

随着风力发电等可再生能源发电系统的并网容量日益增大,电力系统的稳定、可靠运行受到严峻考验。安装同时具有有功和无功功率调节能力的电能装置是提高电力系统稳定运行能力和辅助新能源发电系统大规模并网的重要手段。在已有的无功调节装置中,级联变换器因其容易实现高压、大容量,相对于传统的变压器多重化结构而言,具有效率高、并网无需变压器、冗余控制等优点,因此正在得到广泛应用。 本文基于已有的级联变换器,提出了一种同时具有有功和无功功率调节能力的级联式功率调节装置拓扑,并给出了有功和无功功率控制的具体方法。级联式功率调节装置三相直流母线电压平衡是系统可靠运行的关键之一,针对星形接法的级联式功率调节装置三相直流母线电压不平衡的问题,本文提出了一种基于负序电压注入平衡三相直流母线电压的控制方法,说明了该方法的原理和详细设计步骤,并与已有的基于零序电压注入的平衡方法进行了比较,通过MATLAB仿真验证了文中的理论分析和控制方法的有效性。 其次,搭建了级联数N=1的级联式功率调节装置实验平台,实验初步验证了级联式功率调节装置对无功功率的调节能力,并为后续实验平台的搭建奠定基础。 本文提出的级联式功率调节装置通过对风电系统输出的有功和无功功率进行调节,能够提高电力系统的稳定运行能力和辅助新能源发电系统大规模并网,因此具有重要的理论价值和实用意义。