风力发电机对配电网影响的比较分析

以同步和异步风力发电机为研究对象,分析其在恒速恒频和变速恒频发电方式下,并入配电网后对电网相关参数的影响。通过对风力发电机的研究,建立了风速、风力涡轮机和传动机构的数学模型[1,2],并用Matlab/Simulink搭建风力发电机模型和电网模型。在输入风速发生变化过程中,仿真并观测发电机的输入机械转矩、转速、机端电压和电流,以及发电机输出有功和无功的变化情况。对不同发电方式下的结果作了简单分析,为进一步研究并网和控制技术提供依据。     

双馈调速技术在双馈风力发电机试验中的应用

目前国内尚未制定统一的变速恒频双馈风力发电机（以下简称双馈发电机）负载试验方法。根据双馈发电机的应用特点以及相关的国内外标准,结合双馈调速技术,采用了发电机并网试验的方法。通过验证该方法是切实可行的。     

兆瓦级风力发电机综述

阐述了风力发电机的组成及设计思想;介绍了新型兆瓦级风力发电机产品,如双馈异步、永磁和电励磁同步及直接驱动等发电机,为我国自主研制风力发电系统提供有价值的参考。     

在电网不平衡状态下风力异步发电机的并网分析

在非正常的不平衡电网电压条件下,分析了向电网供电的风力异步发电机,利用对称分量和双旋转场量论。推导了符合实际的发电机等效电路和模型方程。为了获得在不同风力状态下发电机的综合响应,要注意识别正,负序系统有功,无功分量及其流向,考虑到风力发电系统要从电网吸取无功功率,又要向电网输出有功功率,有必要估计在不同的风力条件下,风力发电系统向电网发出的有功功率和从电网吸收的无功功率的变化范围,以便为风力转换系统的设计和运行提供导则,本叙述了一台3．7KW实验电机的理论计算和实验结果。为了证明提出的理论公式可推广到大型风力发电机组,本进一步提出了一台安装于现场的55KW发电机组的数据并提出了讨论。     

兆瓦级风力发电机综述

阐述了风力发电机的组成及设计思想;介绍了新型兆瓦级风力发电机产品,如双馈异步、永磁和电励磁同步及直接驱动等发电机,为我国自主研制风力发电系统提供有价值的参考。     

风速对双馈风力发电机并网影响

通过比较双绕组电机和双馈风力机发电机等效电路,介绍双馈风力发电机的工作原理.研究了基于定子磁链定向矢量技术双馈机空载并网的特性及其控制策略.针对风速的不稳定性,对风力发电机的并网产生影响进行了分析.通过建立各种不同风速模型,模拟了实际风能的动态情况.运用MATLAB/Simulink对双馈风力发电机在恒风和实际风速二种情况下,并网前后的电流、电压特性进行了仿真分析.通过仿真研究验证了控制策略的正确性和风速对风力机运行特性的影响.     

双馈风力发电机槽配合对散热影响分析

随着风力发电市场竞争加剧,需对机组各部件进行成本控制.目前市场中占比最大的为双馈式机组,双馈风力发电机为双馈式机组的主要部件,故需对电机进行成本控制,而影响电机成本的因素主要为绕组温升.本文介绍双馈风力发电机设计时定、转子不同槽配合对电机温升的影响,利用分析软件对不同槽型配合方案进行通风散热分析,并结合电机试验数据进行温升对比,得出散热更加合理的槽配合方案,提高电机性价比.     

双馈风力发电机运行原理分析

双馈风力发电机由于其的优点,己成为并网型风力发电机的主流机型之一。从交流电机的基本理论出发,对双馈风力发电机的电磁关系进行了详细的阐述,得出了双馈风力发电机的等效电路图及相量图,分析了双馈风力发电机的能量传递关系。为以后双馈风力发电机的控制研究及设计研究打下了基础。     

双馈异步风力发电机的模糊控制

控制技术是风力发电机组安全高效运行的关键。为了取得风力发电机组在额定风速以下运行时的最大功率,提出采用三个模糊控制器来实现双馈异步风力发电机组的变速恒频控制:模糊控制器A用于跟踪不同风速下发电机的最佳转速;模糊控制器B在低负载时调节发电机转子气隙磁通;模糊控制器C抵抗干扰,保证控制系统的鲁棒性。仿真和模拟试验结果表明了该方法的有效性。     

并网双馈风力机感应发电机效应研究

中国大型风电场的建立,使得大容量风功率需交流输电系统远距离输送。风力机通过含串联电容补偿的交流输电系统外送功率时,可能诱发感应发电机效应(Induction Generator Effect,IGE),威胁系统的安全稳定运行。建立了双馈风力发电系统模型,从理论角度分析了影响感应发电机效应的因素;采用复转矩系数法,计算了串补度、输电线路电阻及风速变化时,系统的电气阻尼,最后进行了时域仿真验证。研究结果表明,串补度的增大、风速的减小及输电线路电阻的减小可以增大系统的电气负阻尼。当系统等效电气负阻尼大于定子和输电系统等效正阻尼之和时,将导致输出功率发散振荡,即产生感应发电机效应。     

风电接入对继电保护的影响(五)——风电分散式接入配电网对电流保护影响分析

通过对3种不同类型风力发电机电磁暂态模型的故障仿真分析指出:永磁直驱式风力发电机由于其控制器的限流作用,接入系统短路时不会提供大的短路电流,对过流保护的影响可以忽略;感应式和双馈式风力发电机可能造成风电接入点下游的过流保护误动,造成接入点上游的过流保护范围缩短,导致Ⅱ段拒动。仿真过程中通过改变风电接入位置、故障点位置、线路长度及风电接入容量,分析风电助增电流或分流作用对短路电流及保护各段定值的影响。通过描绘短路电流与风电接入点短路容量比的关系曲线,验证了为防止保护的不正确动作,限制风电接入点短路容量比在10%以下是必要的。     

Optimal allocation of wind turbine generator in active distribution network

Nowadays, more and more wind turbine generators (WTGs ) are being integrated into power systems. In this paper, an optimal WTG allocation model with the objective of minimizing the annual cost is proposed. The model can take into account the time‐sequential correlation between the wind speed and load demand, as well as four kinds of active management measures, i.e. regulating the on‐load tap changer of the transformer, curtailing the output power of WTG , regulating the power factor of WTG , and managing the demand side. The time‐sequential correlation is handled by the joint probability distribution method. A hybrid solving strategy combining the fuzzy adaptive particle swarm optimization algorithm and primal‐dual interior point method is developed to get the optimal solutions. Case studies carried out on the IEEE 33‐bus active distribution network verify the feasibility of the developed model and the high efficiency of the proposed solving strategy. © 2017 Institute of Electrical Engineers of Japan. Published by John Wiley & Sons, Inc.     

多场景下含风电机组的配电网无功优化的研究

研究了多场景下含风电机组的配电网无功优化问题。利用概率统计的思想解决了风电机组有功输出的不确定性问题,根据转子侧最大电流限制条件确立了风电机组无功输出范围。结合传统的电容器无功补偿方法,将风电机组作为连续可调无功源参与到配电网的无功优化。建立了以系统网损最小和节点电压越限惩罚为目标的无功优化模型。算例表明不同场景下的风电机组参与配电网无功优化可有效地降低系统的网损,提高各节点电压,同时,增强配电系统受风速影响的适应性。     

海上风电接入柔直系统交流侧故障特征及对保护的影响分析

柔性直流输电是解决大规模海上风电远距离外送问题的首选方案。然而,柔直送端交流系统发生故障时,线路两侧短路电流均由电力电子换流器提供,系统的故障特征发生了根本性变化,直接导致传统保护性能的下降、甚至不正确动作,影响系统的安全运行。因此,针对永磁风电场经柔直外送的拓扑,分析了柔直送端交流侧故障的特征,并结合交流侧故障穿越控制目标提出了换流器短路电流解析表达方法。理论分析表明,当风电场弱出力时,仅由柔直换流器提供短路电流,且短路电流呈现出幅值受限特性、甚至低于额定电流;当风电场正常出力时,柔直换流器与风电场均提供短路电流,且二者控制目标不同,两侧同相别短路电流必然存在相角差。基于故障特征的研究,对现场常用的保护原理进行了性能分析,获知了线路距离保护、差动保护均会存在性能下降的问题。在PSCAD/EMTDC中建立了风电柔直送出系统的精细化模型,验证了理论分析的正确性,为现场保护配置以及保护新原理的研究提供了理论基础。     

含风场的多分布式电源接入配网线路保护的研究

分析了含分布式风场的多分布式电源的配电网支路故障电流特性,对故障定位矩阵算法进行改进优化。该方案对含分布式电源支路进行改进,首先采用故障正序和负序分量幅值之和初始突变量来定位故障相关区域,其次通过比较线路两侧电流幅值变化特性来定位故障。对综合幅值判据进行简化,在实际中采取对含分布式电源支路保护方案进行改进,其他支路保存不变方式减少了设备、节约成本,并且可以定位故障区段。在PSCAD/EMTDC平台上搭建配网模型,在对称及不对称负荷情况下对保护算法进行验证,试验结果证明方案的有效性。     

风电场接入配网对电流保护的影响分析

风电的接入使得系统由单电源、辐射式结构变成双电源的网络,对配电网原有的继电保护产生较大的影响。本文以PSCAD软件为平台,搭建了含异步风力发电机的风电场和配电网模型,从风电场容量和接入位置两个方面分析了风电场接入对配电网电流保护的影响,得出风电并入配电网对保护的影响并提出解决方案。     

分布式电源接入配电网可靠性研究

简单介绍了分布式电源(DG),分析了DG的并网方式、接入方式和运行方式对配电网可靠性的影响,指出不同方式对配电网可靠性的影响各不相同。并在此基础上,研究了DG的可靠性模型和含DG的配电网孤岛划分。最后,从可靠性指标方面对算例进行分析计算,验证DG接入配电网的可靠性。     

逆变型分布式电源接入配电网对馈线自动化的影响研究

研究了含逆变型分布式电源配电网的馈线自动化动作问题。由于分布式电源的接入改变了配网的结构,这必定会影响到馈线自动化系统正确地实现其自身功能。针对这一问题,首先研究了逆变型分布式电源的参数和特性以及逆变器的控制策略和输出特性。总结了一些专家学者的前沿研究后,以分布式光伏发电为例在Matlab/Simulink环境下搭建仿真模型,并根据并网逆变器的参数及控制策略提出了一种适用于配网故障分析的逆变型分布式电源等效模型。根据模型参数,计算分析了分布式电源接入后对馈线自动化的影响,基于分析结果,找到了适合含逆变型分布式电源配电网的馈线自动化方案,最后对其进行仿真验证。