风电接入对电网电压的作用机理

鉴于风电场并网运行对电网无功电压的影响很大,首先分析了风电场并网运行时对风电场以及电网的电压产生的影响机理,探讨了风电功率因数与电网电压波动的关系,并通过实例仿真验证了风电场电压与风电出力、功率因数之间的相关性。由此指出了风电场无功电压控制和无功补偿配置方面的一些对策和建议,要求风电场通过足够的无功补偿配置和无功电压控制策略将其高压母线电压控制在110.0～117.7 kV。     

大规模风电并网无功电压运行风险及应对措施

针对大规模风电接入省级电网的典型场景,在风电出力静态波动、风速快速大幅变化、风电规模化脱网等不同扰动情况下,评估了电网及风电场静态、动态无功电压运行风险,根据无功电压的不同波动特性,采取不同的无功电压控制方法,并对控制结果进行了仿真验证,提出了大规模风电并网的无功电压控制思路。     

STATCOM维持风电系统电压稳定性的研究

大规模风电场机组出力的变化会引起接入电网电压的波动,严重时可使电压崩溃。在基于无功功率同步补偿器(STATCOM)的风电系统中,STATCOM可以与电网交换感性无功和容性无功,抑制系统电压波动,维持系统电压的稳定。讨论了风电系统中STATCOM的基本工作原理和控制策略,建立了相关模型,并作了实际系统的仿真。仿真结果表明STAT-COM对维持系统电压、提高风电系统稳定性具有很好的效果。     

风电接入对宁夏电网静态电压的影响研究

针对风电接入点的电网电压稳定性问题,根据宁夏局部电网的特点,对风电接入点的电网电压波动进行研究,结合实际情况通过仿真软件进行模拟潮流计算,验证包含风力发电的不同因素对电力系统电压性能的影响。结果表明:受风电场无功补偿水平、风电有功出力以及接入方式的影响,风电接入点的电网电压随着风电有功出力的变化呈现先上升后加速下降的波动趋势,该结果可为控制风电场接入点的电压稳定水平提供参考。     

直驱式风电场功率协调控制策略

针对因风速扰动、负荷变化等引起的缓慢且幅度较大的电压波动,提出了一种基于直驱式风电场的功率协调控制策略。通过调节桨距角降低有功出力,从而增加风电场无功功率的调节能力,维持风电场出口电压水平,从而预防或避免由于电压偏差较大引起风电机组进入低电压穿越模式,造成其对电网更大的冲击。仿真结果表明,上述方法能够合理协调控制风电场的有功和无功出力,有效为风电场出口电压提供无功支持,从而维持接入点电压的稳定性。     

风电场接入地区电网的电压问题分析

风电场的有功功率具有间歇性和波动性,而无功功率则取决于风电场所使用的风电机组类型及其控制系统。大规模风电场接入地区电网后,将对电网的无功和电压控制带来一定的影响,研究风电场对电网无功/电压问题的影响十分重要。以多个风电场接入某地区电网为例,通过潮流计算分析了风电场引起的电压问题,给出了关键节点电压随风电场有功变化的P-V曲线。针对风电场引起的电网无功/电压控制问题,提出了无功补偿方案。结果表明:风电场升压站位置对无功补偿方案的影响不容忽视;在分析风电场接入地区电网引起的电压问题时,应考虑多个风电场之间的相互影响;系统无功补偿设计方案,应满足风电场不同出力状态下的要求。     

大型风电集群无功电压特性研究

通过研究大型风电集群所具有的无功电压特性,为制定风电集群无功电压综合控制方案提供借鉴.通过对瓜州地区风电集群实际有功出力的统计分析,及进行大量的离线仿真计算,分别研究了风电集群在长时间尺度和短时间尺度下的有功出力特性,风电场并网点的P-V特性,风电集群无功损耗的分布状况,风电集群接入的电网所具有的无功电压特性,电网的短路容量与风电集群电压稳定性的关系,初步揭示了大型风电集群的无功电压特性.     

大规模风电接入对宁夏电网电压稳定性的影响

近年来,宁夏电网风力发电等新能源发电发展迅速,预计到2010年末宁夏电网风电装机将达到1 GW.大规模风电直接连入输电系统必然对电网的安全稳定性产生较大影响.尤其当风电场装机容量较大、且风电场出力较高时,风电场的无功需求及输电线路的无功损耗增大,电网的无功不足会引起电压水平降低和电压稳定裕度降低的问题.本文结合宁夏电网风电发展的自身特点,分析风电接入宁夏电网后存在的电压稳定问题,并提出指导性措施和建议.     

高密度风电接入地区电压波动因素分析与研究

依托新疆哈密地区网架结构,针对高密度风电、光伏等新能源接入后哈密地区电网无功电压波动问题,基于风电有功出力随机变化、大规模风电及光伏脱网、电铁冲击负荷变化以及动态无功补偿装置(SVC)控制不协调等因素,仿真分析哈密地区电网电压的波动情况,诊断高密度风电接入地区无功电压存在的风险,并提出改善电压波动的措施。研究结果阐明风电送出点短路容量偏小,风电出力波动易造成电压波动越限;动态无功补偿装置(SVC)控制不协调易引起弱风电送出系统振荡。因此,通过高密度风电接入地区电压运行风险分析,对提高高密度风电接入地区电压稳定水平及减小对风机脱网的影响具有一定的参考价值。     

基于DDRTS的风储联合并网功率波动特性及电能质量研究

基于新疆某风电场出力实证数据,对比分析单台风机与整个风电场输出功率特性,论证风电功率间歇性和随机波动性大,但整个风电场输出功率具有自平滑特性,从不同时间尺度进行风电场波动特性量化分析。在DDRTS软件中构建区域电网模型,基于频率和电压稳定约束,仿真分析风电出力波动对电网电压、频率等造成的影响,研究区域电网容忍风电功率多尺度波动极限值的计算方法及规律特征。在不同时间尺度、不同极限风功率波动量情况下,进行电网的电能质量仿真分析。结果表明,构建风储联合并网系统,能有效平抑风电出力波动,降低风电并网对电网电压和频率的影响。     

基于前端调速式风电机组的风电场无功分层控制策略

前端调速式风电机组具有较强的动态无功调节能力,针对由前端调速式风电机组组成的风电场存在随风电出力的变化而引起的并网点电压波动的问题,提出了一种前端调速式风电场无功电压分层控制策略。该策略首先确定了风电场无功控制点的选取,利用风电场控制点电压偏差,通过整定控制得到整个风电场无功需求量,以风电场内有功网损最小为目标函数,采用改进的遗传算法优化分配给各台风机,并结合静止同步补偿器的无功输出来调节整个风电场的无功输出,达到维持控制点电压稳定的目的。最后以某一风电场的仿真结果验证了该策略的有效性和可行性。     

近海风电场接入对地区电网电压的影响和允许接入规模

近海风电场接入本地电源支撑不足的地区配电网时,风电出力波动引起的系统电压波动将是主要制约条件。文中研究近海风电场接入对地区电网电压波动的影响。首先,针对风电场定功率因数和定电压两种无功控制模式,推导了风电功率波动与接入点电压波动的量化关系。在此基础上,基于电压允许波动范围约束,建立了风电接入规模与节点短路容量的函数关系。在PSCAD/EMTDC中搭建近海风电场并网系统模型,对不同系统短路容量下风电场的最大并网容量进行了仿真测试,并与理论推导进行对照。最后通过珠海桂山风电场实际工程的仿真测算验证了模型的有效性。     

风电场无功补偿配置方案研究

由于风电发电出力的波动性,导致风电场电压波动较大,所以需要在风电场安装无功补偿装置。本文分析了风电场的无功损耗和充电功率构成,结合实例计算分析得出风电场无功补偿容量,并给出配置方案。     

VRB储能系统对风电场LVRT特性影响分析

为满足电网规定的并网风电场必须具有低电压穿越能力（LVRT）要求,提出一种在风电场并网点加入直接功率控制的钒液流电池（VRB）储能系统的拓扑结构来提高风电场LVRT.根据目前风电机组发展趋势风电场采用基于全功率双脉宽调制AC/DC/AC控制策略的逆变器的永磁直驱风电机组（PMSG）,VRB储能系统逆变器采用DC/AC双向功率流动的控制策略.所提出的控制策略通过协调控制风电机组机侧整流器、网侧逆变器和VRB变换器,实现平抑风电场出力和电压跌落时PCC点电压稳定控制及向电网提供一定的无功补偿.仿真结果表明,风速波动和系统电压跌落时,提出的方案可以有效平抑风电场出力波动,提高风电场LVRT能力,减小对系统安全稳定运行的负面影响.     

提高双馈风电机组动态无功协调控制能力的实验研究

随着风电场规模不断增加,风电机组并网对电网的影响逐渐增大,故充分挖掘风电机组的无功电压调节能力和提高机组的无功响应速度对增强电力系统的电压稳定性具有重要作用。定量分析了蒙西电网某风电场单台双馈感应风力发电机(Doubly Fed Induction Generator, DFIG)的无功电压调节能力及限制因素,根据其单台机组的无功调节机理制定动态无功补偿协调控制策略。若系统无功需求超过DFIG无功出力极限时,在保证机组最大发电效益的基础上,提出基于无功差值的双馈感应风力发电机组有功附加控制。并且通过改进的遗传控制算法辨识得到附加控制器参数,该控制在降低机组最小出力的同时确保提高机组无功出力极限,进而满足系统无功需求。最后通过实验验证了所提出的双馈风电机组动态无功协调控制的可行性和准确性,增强了机组的电压稳定能力。     

风电机组建模在电力系统稳定性研究中的应用

大型风电场的并网不仅会在一定程度上改变电力系统原有的潮流及网损分布,而且由于外界环境因素变化会使得并网风电场的出力呈现出波动、间歇、随机、难以预测等特点,与其相关的局部电网稳定性、无功电压波动等电力系统安全稳定问题不容忽视。采用PSD软件进行风电机组建模,分析研究了不同因素对于风电机组出力特性的影响程度,以及风电机组并网对于电力系统潮流、短路、稳定的影响,研究成果能够为今后的大规模风电机组并网研究提供参考。     

计及风电场静态电压稳定性的VMP系统无功电压控制策略研究

随着规模化、集群化风电基地的初步建成,风电作为一种清洁高效的能源得到了快速的发展,但短时间内大规模风电场集中接入电网,给电网的功率平衡带来扰动,造成了电网电压的不稳定。针对风电场并网后的电压控制问题,研究了大规模风电场并网的静态电压稳定机理。并在现有调压手段的基础上,通过适时调整风电机组无功出力,升压站变压器抽头以及调无功补偿装置,进一步提出了基于分层管理的无功功率/电压控制策略,并将该策略嵌入到风电场电压/无功自动管理平台(VMP)。通过新疆某地区风电场现场试验发现,该控制策略能够改善低电压穿越期间无功表现,提高风电场无功电压的稳定性,同时避免了功率振荡的产生。该研究结果可以为风电场无功电压协调控制的理论研究和工程实际提供参考依据。     

支撑大规模风电集中接入的自律协同电压控制技术

国内多个风电汇集区域具有大规模风电汇集馈入电网薄弱环节的典型特征,由此带来了电压波动和连锁脱网等运行挑战。文中提出了自律协同的电压控制框架,利用风电场侧自律控制协调静止无功补偿器/静止无功发生器/风电机组/电容电抗器等不同时间常数的调节设备,从而抑制间歇性风电出力诱发的电压波动;在系统级实现协同控制,在正常情况下通过可自适应于风功率变化的敏捷二级电压控制减小电压波动,在脱网风险较大时利用基于安全约束最优潮流(SCOPF)的预防控制保证汇集区域正常且安全的运行状态。该架构的若干关键技术已经在国内多个风电基地和风电场应用,现场运行结果表明了其控制有效性。     

应用SVC提高风电场接入电网的电压稳定性

风电具有随机性和间歇性,较大规模风电场的接入会对电力系统稳定性产生较大影响。研究静止无功补偿器(SVC)在风电并网过程中的应用,以某地区多个风电场接入本地电网为背景,分析在重要负荷点安装SVC的效果。仿真结果表明,SVC能改善不同风电场出力情况下系统电压质量,提高风电送出能力和电网暂态电压稳定性。     

吉林电网风电调度自动化系统设计

提出了吉林电网风电调度自动化系统的设计方法,该方法要求风电场上报发电计划,省调据此将风电纳入到日前开机计划和日内电力电量平衡中,同时考虑电网的各种约束条件,编制风电场的发电计划曲线并制订风电大规模接入地区的自动电压控制(AVC)策略,风电场根据曲线控制有功出力,同时根据AVC策略进行风电机组无功出力的调整和升压站的无功...