大型光伏电站快速无功控制系统研制及应用

针对大型光伏电站AVC系统调节逆变器无功速度慢、可靠性差,难以满足光伏电站电压剧烈波动需要快速控制的现状,设计了一种基于GOOSE通信的快速无功控制系统,提出了分时快速控制方法及等裕度无功分配策略,并研制了快速无功控制器。试验结果表明,该系统达到了全站低于50 ms的电压/无功控制系统响应延时,可在一定程度上减少甚至替代SVG的配置,节约光伏电站的建设成本和设备占地。     

含逆变器无功的光伏电站无功控制研究

大中型并网光伏电站逆变器参与电网无功调节,不但可提高本站电压质量,还可增强光伏集中接入地区无功控制能力。以发挥逆变器无功调节能力为目标,考虑逆变器和站内动态无功补偿装置配合,提出针对并网型光伏电站的无功控制策略。该策略考虑了恒无功/恒电压等不同控制模式下无功出力分配方式,设计了逆变器暂态响应控制模式,通过场站自动电压控制(AVC)系统改造,实现1座50 MWp光伏电站逆变器调相运行,实测结果表明所提控制策略及实现方式可有效利用光伏电站逆变器无功调节能力,提升无功电压控制水平。     

考虑快速动态无功补偿的二级电压控制

提出了一套考虑快速动态无功补偿装置(如静止无功补偿器/静止同步补偿器(SVC/STATCOM))的二级电压控制体系,致力于在稳态电压控制和暂态电压稳定中充分发挥SVC/STATCOM快速动态无功补偿的优势,其包含两个相对解耦独立的控制阶段:第1阶段将SVC/STATCOM与传统无功调节设备统一纳入协调二级电压控制模型,充分利用SVC/STATCOM的快速调节特性,并防止反调;第2阶段建立二次规划模型进行动态无功储备的优化控制,利用慢速动态无功补偿装置置换出SVC/STATCOM的无功功率,提高电网动态无功储备水平。通过时序和空间上的相互协调,充分发挥各类无功补偿装置在二级电压控制和暂态电压稳定预防控制中的作用。Nordic系统的算例测试结果证明,该体系能够有效提高传统二级电压控制的响应速度,避免SVC/STATCOM与传统电压控制装置间的反调现象;同时,能够有效地进行暂态电压稳定的预防控制,提高扰动后的系统电压的恢复效果。     

新型正弦脉宽调制控制电压源型动态静止无功补偿器

提出了一种适用于低压配电系统的新型动态无功补偿电路拓扑。主电路采用三相四桥臂逆变器结构,可以对负荷不平衡进行有效补偿。逆变器控制采用正弦脉宽调制(sinusoidal pulse width modulation,SPWM)控制,保证电压电流失真度低,并通过调节逆变器的输出电压从而动态调节静态无功补偿器(static var compensator,SVC)补偿无功功率,最终实现系统无功补偿为零的目的。通过与固定补偿电容器相结合,它能以较小的逆变器容量来补偿动态无功,提高系统的功率因数和电压稳定性。利用PSCAD/EMTDC平台对该系统进行了仿真研究。仿真结果验证了控制策略的可行性和有效性。     

分布式电源动态无功补偿控制策略

根据分布式发电的无功特点及现在SVC补偿系统的不足,利用瞬时无功理论和对称分量法,提出一种实时求取电力系统无功功率的方法.以分布式电源的无功功率为控制目标,采用PI调节产生无功补偿电流,控制SVC装置的补偿投切,有效地保证了分布式电源节点无功功率的恒定.与传统SVC控制策略相比,该方法产生无功补偿电流的时间明显缩短,使SVC能够快速地补偿系统无功功率.并利用matlab/simulink进行仿真,验证了其可行性.     

蒙西电网并网光伏电站若干问题的探讨

随着大规模光伏电站在蒙西电网并网,势必将对电网产生一系列影响：光照强度和阴影分布影响电站出力,对系统调峰提出更高的要求;逆变器及无功补偿装置选择不当影响系统正常运行。本文研究了光伏电站出力变化范围及统计趋势,并提出逆变器及无功补偿装置的控制模式,即逆变器需具备恒电压控制、恒功率因数控制和恒无功功率控制,无功补偿装置需使用恒电压控制模式,同时分析了光伏电站对蒙西电网无功电压、电能质量等方面的影响,并提出相应的改进措施。     

静止无功补偿器在电力系统无功补偿中的仿真

研究了静止无功补偿器(SVC)在提高电网电压稳定性中的应用。在Mat-lab搭建了由发电机、变压器、线路、母线、SVC、励磁系统、汽轮机和调速器组成的仿真系统,对该系统的负载侧和高压母线侧进行了无功补偿的仿真研究。结果表明,加装SVC后,系统无功功率减少,母线B2侧电压也得到优化。     

混合无功补偿系统模型预测直接功率控制策略

针对现有无功补偿装置难以做到补偿性能与成本控制兼顾的问题,为实现低成本大容量高性能无功补偿,本文提出一种兼顾静止无功发生器SVG(static var generator)动态无功补偿与静止无功补偿器SVC(static var compensator)大容量低成本无功补偿优势的混合无功补偿系统.根据SVC与SVG各自...     

考虑控制交互影响的变电站无功补偿系统改造

控制交互作用对整个控制系统的性能影响是致命的,因此控制器的设计及其协调在现代电力系统应用研究中是一个重要课题。文章结合目前在国内外技术上应用较成熟的静止无功补偿器(SVC)技术,提出一种与变电站综合自动化系统配合的变电站无功补偿系统改造方案,采用区域无功电压优化控制系统(AVC)统一对操作站的无功补偿设备(FC-TCR型SVC)进行无功电压优化控制,使其能统一接入变电站综合自动化系统,克服了以往变电站中无功补偿系统只能单独通过控制器的控制策略孤立运行及控制器间交互影响的问题。最后通过仿真验证了提出的方案及控制策略的可行性,仿真显示系统具有良好的动静态性能。     

逆变器与 SVC 共同参与的光伏电站无功协调控制研究

光伏电站无功配置方案不考虑逆变器的无功输出能力,存在投资成本偏大、补偿特性不理想等问题。针对目前光伏电站无功补偿方面存在的问题,研究逆变器的无功输出能力,论证了其参与无功调节的可行性,提出适用于电压时变特性的逆变器与SVC共同参与下的光伏电站无功控制策略,以提高光伏系统的暂态稳定性,实现光伏电站无功补偿实用性与经济性的统一。     

考虑多无功源的光伏电站两阶段无功电压协调控制策略

在综合考虑各种无功源调节性能基础上,提出了一种综合利用静止无功发生器、光伏逆变器和电容器组的光伏电站无功电压协调控制策略,其包含两个控制阶段:第一阶段为考虑多无功源的协调电压控制,最大化利用站内无功源,在减少电容器组投切次数的同时,快速响应系统无功变化,维持公共连接点电压稳定;第二阶段为动态无功优化控制,利用动态无功(静止无功发生器)与静态无功(电容器组)、快速无功(静止无功发生器)与慢速无功(光伏逆变器)的无功代替,使静止无功发生器保留足够的无功裕度,提高电网应对电压崩溃的能力。最后,将所提出的无功电压控制策略应用到实际光伏电站中,验证了该策略的有效性。     

电网电压稳定与无功功率补偿的研究

从电压稳定的基本概念和现有的研究成果出发,分析了电压稳定的机理和无功功率补偿的方法,明确现今电网无功问题的三个特点,说明系统的无功功率平衡与电压稳定和电压崩溃是密不可分的,并就无功补偿的不同方式,对防止电压崩溃的发生提出了相应的对策。分析了静止无功补偿器（SVC）与静止无功发生器（SVG）的工作特性与基本原理,对SVC与SVG进行了比较与述评,得出了应用SVG可以更好地控制无功功率的分布,提高电网的电压稳定水平,有效地避免电压崩溃的结论。     

计及无功裕度的配电网两阶段无功优化调度策略

为了解决高比例可再生分布式电源(renewable distributed generation,RDG)接入配电网后各类可调资源的协同调度和时空耦合问题,提出了计及动态无功裕度的两阶段配电网无功优化调度策略。利用Copula理论建立考虑风光不确定性和相关性的预测模型,第一阶段综合考虑电压偏差、运行成本和动态无功裕度3个指标建立日前多目标优化模型,第二阶段在短时间尺度上进一步利用连续调节装置应对风光波动性,在充分协调配电网中可调资源的同时实现快慢时间常数各异的无功调节装置差异化管理。最后在改进的IEEE 33节点系统上进行仿真,结果表明所提协同优化策略能够提高系统的安全经济效益,验证了风光相关性对系统的影响。     

基于学习自动机的智能变电站多目标无功优化

针对风电场的无功优化和电压稳定问题,结合其并网的智能变电站内的静止无功补偿器(SVC),提出了一种综合考虑SVC和双馈风电机组(DFIG)的无功电压协调控制策略。采用学习自动机求解多目标无功优化的最优权衡解,在满足风电场公共接入点的电压要求的同时,使得风电场无功源的无功裕度更大。最后,以华东某风电场进行算例分析,验证了所提无功电压协调控制策略的可行性和有效性。     

含分布式发电的配电网无功优化

研究了含风力发电的无功优化模型，介绍了包含分布式发电的配电网无功优化。当大量风力发电注入电力系统时，风力发电机随机输出功率引起配电网潮流大小、方向频繁变化，干扰了系统原有电压调节装置正常运行。为克服电压波动，保证系统电能质量，文中引入静止无功补偿器（SVC）作为配电网补偿设备，并考虑配电网中可控制无功输出的柴油发电机的无功贡献，以有功能耗费用、SVC安装费用、柴油发电机无功生产费用为目标函数，建立了含分布式发电的配电网无功优化模型。针对由蒙特卡罗仿真得到的不同风力发电状态，在实际算例中应用遗传算法确定各状态下SVC最优安装位置、输出以及可控制无功输出的分布式电源的最优输出结果。     

光伏电站无功电压控制策略的研究

针对大规模光伏电站接入电网而引起的并网点电压不稳定问题,提出了一种光伏电站的无功电压协调控制策略。该策略是以并网点电压维持在一定水平为依据,根据计算所得的光伏电站并网点的无功需求,对光伏电站的所有无功功率集中协调控制。通过无功协调控制器下发协调控制指令给光伏电站内电容电抗、每台光伏逆变器和无功补偿装置,获得合理的无功功率分配,维持光伏电站并网点的电压稳定。仿真结果验证该策略的可行性和有效性。     

挖掘光伏无功能力的配电网无功电压协调控制策略

在高渗透光伏接入多电压等级配电网中,针对低压分布式光伏无功能力没有被充分利用和高/中/低压配电网无功电压未整体协调优化的问题,提出了一种充分挖掘光伏无功能力的多电压层级配电网无功电压协调控制策略。在低压配电网中,对于暂不具备通信网络,无法实现统一调度的光伏逆变器,采用3种就地自主电压控制模式进行实时无功电压控制;在多电压层级配电网无功电压协调控制模型中,考虑包括具备通信网络的光伏逆变器在内的各种无功源,建立电压分区和主导节点选择模型,设计上层全局优化和下层分区优化的双层协调控制策略,该策略充分挖掘了光伏无功对配电网电压的调节能力,实现对整个配电网的无功电压精准控制。将所提策略应用于江苏某220 kV主变区域实际系统,验证了其无功电压控制和消纳光伏发电的优势。     

考虑风电功率预测的分散式风电场无功控制策略

分散式风电接网模式可以解决集中式并网限电等问题,但对配电网传统运行模式带来挑战。为解决其经济稳定运行难题,提出了一种包含无功预测、无功整定、无功分配的三层新型分散式风电场无功协调控制策略。其中,无功预测层利用物理和统计方法组合预测单台机组未来无功输出能力;无功整定层针对有无无功补偿设备,提出风电机组基于电网无功缺额降出力的自身补偿和多时间尺度协调离散补偿设备、静止无功发生器(SVG)与风电机组共同补偿配电网无功需求方法;无功分配层基于风电功率预测无功功率信息,考虑风速波动性,按照优先级动态筛选风电机组,调节其输出功率以跟踪无功补偿指令。工程算例证明了所提策略可以有效提高电压支撑能力,减小风电场损耗。