MCR型静止无功补偿装置在风电场的应用

针对并网风电场的电压无功控制调节问题,结合中广核风力发电有限公司大岗子风电场采用的磁控电抗器(MCR)型静止无功补偿(SVC)全范围动态补偿装置,对MCR+FC(固定电容器组)、TCR(晶闸管控制电抗器)+FC和SVG(静止无功发生器)升压变压器型多功率单元串联模式等3种无功自动补偿调节方式进行了对比分析,提出根据吉林电网实际情况,风电场接入系统无功自动补偿调节方式选用MCR+FC型,最后分析了控制策略和运行方式的优化。     

混合无功补偿系统在风电场电网中的应用研究

根据风电场动态无功补偿装置在运行中存在的问题和风电场运行的特点,提出了一种混合无功补偿系统.对混合无功补偿系统的不同搭配方案和各种组合的优缺点进行了比较,并对采用同一控制器的磁控电抗器(MCR)和静止无功发生器(SVG)型混合无功补偿系统的系统组成和控制策略进行了分析.最后,对MCR和SVG型混合无功补偿系统在风电场电网故障时为风电场提供无功支撑的能力进行了仿真.仿真结果表明混合无功补偿系统能够为风电场提供更为合理的无功支撑,既具有较好的经济性,又能满足风电场不同运行工况对无功补偿的要求.     

风电基地动态无功补偿装置参数实测与分析

甘肃酒泉10 GW级风电基地动态无功补偿装置群涵盖了静止无功发生器（SVG）、晶闸管控制电抗器（TCR）、磁控电抗器（MCR）等多种补偿装置,类型全,数量多,但性能特点缺乏试验验证,不利于无功/电压管理及补偿装置效能的充分发挥。针对此现状,展开动态无功补偿装置性能集中测试。考虑电网接线结构、风电场实际运行情况等因素,参考相关国家标准选择测试项目,制定测试方法。实地测试了装设于不同风场的SVG、TCR及MCR等补偿装置的动态调节范围、有功损耗、动态响应时间和谐波电压水平。根据实测结果对3种动态无功补偿装置在风电场的应用特性进行了对比分析。     

基于SOGI-PLL锁相技术的磁阀式可控电抗器运行特性研究

MCR在电网电压的稳定性改善、无功补偿等方面发挥着重要的作用。准确获取电网电压基波的相位信息是提高MCR的无功控制精度的前提。针对单相MCR,提出采用基于SOGI构造虚拟正交信号,将应用于三相系统中SRF-PLL方法扩展至单相系统,从而准确获取电网电压基波相位作为MCR触发控制的同步信号。通过仿真,验证了工作电压包含谐波的非理想情况下基于该锁相环能保证MCR正常运行。该方法可应用于牵引供电等单相需要供电无功补偿的场合。     

基于风电汇集地区无功系统优化的研究

在对风电场汇集站无功电压控制研究的基础上,针对目前风电场没有建立统一的AVC控制系统,风电场仅依靠厂家提供的电压控制手段进行电压控制的现状,提出了基于风机、风电场汇集站无功补偿设备、动态无功补偿设备SVC/SVG的风电场无功电压管理系统(VMP)。对风电场无功电压进行协调控制和管理,提高风电场无功电压运行水平,满足风电场无功运行要求,进而为风电场群、风电场与电网统一协调无功电压控制奠定基础,通过现场试验验证了该系统的合理性和有效性。     

蒙东地区风电场无功补偿设备调查分析

梳理了风电场无功补偿设备的需求,归纳了风电场主要动态无功补偿设备的基本原理、特点,风电场的无功补偿设备对维持系统电压、降低网损、提高系统稳定性至关重要。调查分析了蒙东风电场无功补偿设备目前存在的主要问题,并结合东北电网实际,提出了切实可行的整改措施和建议。     

基于电压稳定灵敏度的风电场无功优化研究

提出采用电压稳定灵敏度进行风电场无功优化的方法,论证并推导了鞍结分岔的电压稳定裕度灵敏度的算式.借助太平里风电场接入系统项目,通过无功优化补偿计算,提出合理的无功配置建议,从而提高含风电场系统的电压稳定性.     

基于FC与MCR组合的动态无功补偿系统

针对传统的固定电容器组(fixed capacitor,FC)无功补偿设备存在过补偿或欠补偿,且易造成系统电压波动大的缺陷,根据磁阀式可控电抗器(magnetically controlled reactor,MCR)的无功补偿原理,设计了基于FC与MCR组合的动态无功补偿系统。对该无功补偿系统进行了仿真和样机试验,试验结果表明无功补偿系统能快速响应电力系统电压和无功功率的变化,在抑制电压波动和改善电能质量方面具有显著效果。将该无功补偿系统投运于110 kV变电站,运行效果表明能解决10 kV母线电压波动大和无功功率倒送的问题。     

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。     

计及无功裕度的双馈风电场无功电压协调控制

针对双馈风电场的无功补偿能力和电压稳定问题,提出考虑双馈风电场无功裕度的无功电压控制方案。该方案以双馈风电机组为主要补偿设备,以静止无功补偿器作为辅助无功补偿设备,并引入风电场风功率预测,优化计算未来一个时段内的无功补偿优化参考值。在MATLAB/Simulink中建立双馈风电场模型,连接无穷大电网,采用粒子群优化算法优化出风电场无功补偿参考值。仿真结果表明,风电机组按照该无功优化参考值进行无功输出,可留有更大的无功裕度,增强了风电场无功调节能力,并且满足电压要求,提高了风电场的电压稳定性,同时双馈发电机组无需连续无功调节。     

风电场无功损耗特性及其补偿裕度分析研究

随着并网风电容量的增大,风电场的无功补偿问题日益受到关注。对风电场结构进行分析,并在此基础上分析风电场内各元件的无功损耗特性;针对某实际风电场,计算并网点电压及变压器变比变化时无功损耗的变化范围;研究该风场在不同场景中,风电场无功补偿设备"N-1"及"N-2"时的无功补偿裕度及其变化规律。     

DFIG风电场与D-STATCOM无功协调控制研究

提出了一种利用配电网静止同步补偿器（D-STATCOM）和双馈异步风电场（DFIG）对风电并网点进行无功协调控制的策略。该控制策略考虑了DFIG风电场的无功功率极限,结合D-STATCOM快速补偿的特点,将并网点的无功需求在两者之间进行合理分配,满足并网点快速、准确的无功补偿要求。仿真结果表明,由DFIG风电场和D-STATCOM组成的联合无功控制系统可以根据该控制策略在风速波动以及电压跌落时实现无功补偿,校正功率因数,并能稳定并网点电压,保证系统的稳定性。     

含STATCOM的双馈电机风电场无功电压协调控制策略

为增强风电场并网点电压稳定性,提出了变速恒频双馈风电场与动态无功补偿装置STATCOM间的无功电压协调控制策略。电网故障导致风电并网点不同深度的电压跌落时,根据双馈风机Crowbar保护投切状态,对DFIG风电机组转子侧及网侧变流器与STATCOM进行无功功率分配,协调控制促进风电场LVRT期间风电并网点电压的快速恢复。最后,在DIg SILENT/Power Factory仿真软件中建立了风电场和STATCOM控制模型,通过仿真验证该控制策略的有效性。     

含STATCOM的双馈风电场无功协调补偿策略

双馈异步发电机(DFIG)可以参与系统无功功率的调节,但其无功补偿作用有限,为了实现DFIG的恒功率因数模式运行,仍需要多种无功补偿装置(如FACTS装置、固定电容器)间的无功协调补偿。针对无功补偿装置不同的补偿特性,本文提出了一种含STATCOM的无功协调补偿策略,适用于解决风速波动期间STATCOM和固定电容器对无功的协调补偿问题,其根据并网点电压通过闭环反馈灵活整定风电场所需无功参考值,按照与集电母线的电压差将参考值进行不同母线间的分配,并按照磁滞控制策略进行无功补偿装置之间的协调控制。PSCAD/EMTDC下的算例仿真表明,所提无功协调补偿策略在暂稳态情况下均具有良好的补偿效果。     

兼顾接入地区无功需求的风电场无功控制策略

越来越多的风电并入电网后,对接入地区的电压影响也越来越大,为此,系统要求风电场能够对接入地区提供电压/无功支撑。文中提出了一种兼顾风电接入地区电压/无功需求的风电场无功控制方法。该方法以接入变电站低压侧电压作为控制电压,将风电场无功控制区分为正常控制区、异常控制区、紧急控制区和脱网控制区,并给出3种控制模式,即异常控制模式、紧急控制模式和故障控制模式。利用某一时段的控制电压平均值作为选择无功控制区的依据,并综合相邻2个时段的平均控制电压差值和接入变电站与风电场之间的通信情况选择无功控制模式。实际系统算例分析结果表明:所提出的方法能够合理调整风电场的输出无功功率,在很少的控制周期内将控制电压调整到合格范围,使一个测量周期内的平均电压合格,有效地为风电接入地区提供无功支持。     

故障时刻风电系统无功电压协调控制策略

含Crowbar保护的风电场在实现低电压穿越功能的同时,由无功源转变为无功负荷,加剧故障系统负担.针对该问题,提出一种故障时刻的无功电压实时协调控制策略,并建立风电场实时协调控制系统(RTCCS).该控制策略根据故障时电压水平及机组保护动作情况对风力发电系统的无功功率进行实时协调控制.考虑风电场无功电压调节需求,引入S...     

计及功率平衡含风电的发电系统可靠性评估

建立了风电场可靠性评估模型,研究了无功功率对含风电场的发电系统可靠性评估的影响,介绍了有功功率短缺、无功功率短缺和电压越限对电力系统可靠性的影响,利用故障重数截止法对系统状态进行筛选,采用三级切负荷策略分别从有功功率和无功功率2方面分析其可靠性问题。根据第三级切负荷策略可确定最佳无功补偿位置,应用就地无功补偿代替负荷切除可有效解决电压越限问题。研究了基于风电功率调整的最大消纳能力情况下的系统可靠性问题,确定了风电接入对系统可靠性的最大贡献。最后以某地区220 kV系统为算例,验证了所提策略的有效性。     

机组参与调节的双馈机组低电压穿越综合控制策略

在分析双馈风电机组低电压穿越技术研究现状及不足的基础上,以提升机组低电压穿越能力和改善故障穿越结束后风电机组的稳定运行能力为出发点,提出了一种机组参与调节的适应电压跌落程度的低电压穿越综合策略。采用卸荷电路和变阻值制动电阻代替传统的Crowbar电路,网侧逆变器根据电网电压跌落程度提供变功率因数无功支持,提高机组在电压跌落结束后的稳定运行能力。采用基于磁控电抗器的动态无功补偿装置进行集中补偿,降低投资成本。构建仿真模型仿真验证了该综合控制策略的正确性与有效性。仿真结果表明该方法可以更好的适应电压跌落程度,实现双馈风电机组的低电压穿越能力,同时还可以增强故障穿越结束后风电机组稳定运行能力。     

改进的配电网双馈风电场电压控制策略

结合双馈风电机组(doubly-fed induction generators,DFIG)的运行特点,提出了一种改进的适用于与配电网连接的双馈风电场的电压控制策略,其中既包括了传统的通过无功功率控制电网电压的方法,也包括电网负序电压的补偿控制策略。以双馈风电系统的功率关系为基础,给出双馈风电机组不同运行状态下的无功功率的计算方法,阐述双馈风电机组的无功功率控制方法及通过风电场无功功率控制电网电压的方法。针对电网电压不平衡的情况,给出通过双馈风电机组抑制电网负序电压影响的控制方法,分析了双馈机组的控制电网负序电压的限制条件和控制策略。由双馈风电机组构成的与配电网连接的风电场的仿真结果验证了所提出的电压控制策略的有效性,仿真结果表明这种电压控制方法可以有效地提高电网及风电场运行的稳定性。