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。     

基于风电汇集地区无功源优化控制技术的研究

为实现风电汇入电网电压稳定的目的,文中探索一种新的无功电压补偿控制方法。基于风电电网现有的无功电压控制系统技术,加入时许递进无功电压优化控制新理念,针对风电汇集群协调控制在无功电压控制、电网安全稳定控制所应具备的基本功能,提出了大规模风电场集群并网在多时间、多空间尺度等方面实现分层分区的控制策略;本文以新疆某风电场为例进行仿真验证分析,结果表明了此风电场无功协调控制效果明显优于单个风电场或单个汇集站的控制策略,本控制方案对今后无功补偿方面的研究有重要的指导意义。     

考虑风电机组运行差异化的低电压穿越分散预防控制

针对跟网型双馈风电场配置的传统低电压控制策略在多电压扰动场景下普适性差的问题,该文提出一种考虑机组状态差异化的风电场短期电压分散预防控制策略。首先,分析配置无功控制、Crowbar保护电路的双馈风电场低电压穿越动态特性,获取各风电机组低电压穿越期间电流及阻抗特性;然后,借助考虑风电场内阻抗变化的节点电压法,构建机组注入电流与机端电压间的动态关系,确定各机组低电压穿越期间对场站内节点电压的影响程度;进一步,设计不同电压扰动场景下的风电场电压控制目标,构建适应多种电压跌落深度的风电场预防控制策略;最后,在Simulink及RTLABOP5600实时数字仿真平台中搭建含4台双馈风电机组的风电场和某实际风电场电磁暂态模型,验证所提风电场控制策略有效性。     

新能源场站无功电压调相运行技术研究

对新能源场站无功电压调相运行能力进行分析,提出基于风电场、光伏电站的无功电压控制策略,并经现场验证无功电压控制系统在稳态和暂态下对电网具有较好的电压支撑作用,且其具有较好的技术与经济应用推广前景。     

大规模风电并网无功电压协调控制策略研究

本文开展了大容量、集团式风电场接入输电网的协调电压控制方法研究。针对双馈风电机组(DFIG)的无功电压控制方式,提出了考虑运行约束的风电机组及风电场无功调节能力计算方法,并提出了基于电压控制器和控制任务协调分配的风电场电压控制策略,使风电场相对电网整体表现为可控电压源;进一步,基于危险节点等值模型,选择控制节点和构建风电网系统协调电压控制模型,并通过在线求解简单的优化问题确定控制量;基于此提出了风电场并网的电压协调控制系统方案,使并网DFIG风电场参与电力系统电压控制。基于典型系统的仿真结果表明,该方案能充分利用系统中的电压支撑能力,提高系统的电压稳定性,能适应风电并网系统在线电压协调控制的要求。     

风电场无功与电压控制技术研究综述

随着风电场规模的增加和风电发电量在能源体系中的占比不断增大,电网对于风电场的电压稳定性要求越来越高。重点分析了风电场的实际运行现状,提炼总结了风电场无功与电压控制面临的关键问题,包括风电机组如何参与无功出力、大规模风电场的无功功率如何分配、风电场内部节点电压如何保持稳定、如何解决电压控制滞后、故障状态下的暂态电压控制策略等。针对这些问题,系统综述了国内外风电场无功与电压控制技术的方法和特点,从风电机组和无功补偿装置的特性、无功与电压稳态控制、内部节点电压控制、模型预测控制、故障状态下暂态控制等角度,阐述了风电场无功与电压控制技术的实现过程,为风电场安全稳定运行提供可靠的技术手段。     

计及风电功率波动影响的风电场集群无功电压协调控制策略

针对大规模风电场集群区域有功出力随机波动、无功设备种类繁杂等典型特征引起的无功电压问题,提出一种计及风电功率波动影响的风电场集群无功电压协调控制策略。该策略根据风电功率预测信息、当前运行信息和历史断面信息建立多目标优化控制模型,并采用基于过滤集合的内点算法求解。通过利用汇集站和风电场的自动电压控制子站实现闭环控制,该控制策略能够对集群区域内离散设备和动态设备的动作响应实行差异化管理。对中国"三北"地区某实际风电场集群地区进行仿真计算,结果表明,所提控制策略能够改善中枢节点的电压控制效果,协调离散设备和动态设备的运行配合,维持集群区域的静态电压稳定性。     

风电场无功电压控制系统设计和应用

针对国内风电大规模集中接入电网引起的电压稳定和控制问题,提出了一种适用于变速恒频风电机组风电场的多模式、多目标无功电压协调控制策略。在此基础上,设计了风电场无功电压控制系统。介绍了该系统的架构、主要功能模块和接口的设计方案,通过在上海奉贤海湾风电场一期扩建工程开展现场试验,验证了控制策略的正确性,并证明通过合理控制风电...     

风电场动态无功补偿装置的协调控制

当前酒泉200MW风电场存在三台以上的SVC设备同时运行在同一个330kV升压站的情况,为了合理分配每台设备的无功出力,必须进行多台SVC设备的协调控制研究。以330kV干河口东升压站为例,通过对无功补偿电压控制原理、总控电压模式控制策略及无功分配原则的研究,形成了完整的协调控制系统。并且在330kV干河口东升压站无功电压运行中取得了良好的调节效果。     

基于九区图的风电场电压无功控制分析

基于变电站九区图,分析了风电场电压无功控制效果。首先给出了考虑风电场特性的改进九区图控制,然后结合九区图讨论了风电场的电压和功率因素特性,并根据九区图设计了风电场的电压无功控制策略,最后结合风电场实例仿真分析,验证了该控制策略的可行性和有效性。     

双馈风电场自动电压协调控制策略

依据当前风速与电网状态进行实时在线的电压无功控制(VQC)是大型风电场参与系统优化运行、改善局部电网电压水平的关键技术.以风电场自动电压控制(AVC)的3层结构模型为基础,讨论了升压站集中补偿设备和双馈风力发电机的协调控制策略.针对双馈风电场AVC优化,借鉴变电站综合无功控制方法,采用近似线性化方法推导出一种风电场AVC的分区图简化策略,为风力发电机群与集中补偿设备的协调优化提供了一种新型实用化方法.进一步考虑风能随机性与波动性的影响,对分区图策略进行了改进.该改进可显著提高电压合格率,减少设备调节次数.对中国北方某风电场仿真计算验证了所提出的模型与方法的有效性.     

含二级电压控制的风电场电压稳定性研究

为研究自动电压控制（Automatic Voltage Control,AVC）对电网电压质量和运行经济性的作用效果,采用了将双馈风电机组作为无功源的风电场自动电压控制设计方法,分析二级电压控制对风电场电压稳定性的影响.以IEEE14节点为例,采用基于遗传算法的协调二级电压控制模型,并通过基于MATLAB的电力系统软件包PSAT进行动态仿真验证.结果表明,二级电压控制可以大幅度改善风电场的电压-无功水平.     

预防大规模风机连锁脱网事故的区域自动电压控制协调控制策略

大规模风电机组连锁脱网事故是当前国内风电迅速发展过程中出现的新问题之一。针对甘肃酒泉风电基地发生的风电机组连锁脱网事故,分析其典型发展过程及时空尺度,找出导致事故发生的主要原因。在此基础上,针对风电出力的波动性和固定无功补偿投切引起的电压阶跃调整,提出区域自动电压控制（automatic voltage control,AVC）协调控制模式及策略。以河西电网实际运行数据进行电网稳态电压分析以及采用酒泉＂2-24＂脱网事故重演与控制效果仿真验证了该控制模式及策略的有效性和正确性。     

内蒙古电网风电场调度管理技术支持系统设计与应用

阐述了省级调度中心大规模风电场调度管理技术支持系统建设的总体方案,介绍了系统的关键技术和功能.提出了省级调度中心对风电场进行在线功率和电压控制的功能实现框架,探讨了基于风电功率预测的风电场自动发电控制(AGC)方案和自动电压控制(AVC)方案.系统部分功能已在内蒙古西部电网调度中心投入运行.     

自动电压控制系统在唐山电网中的应用

简要介绍唐山电网建设自动电压控制(automatic voltage control,AVC)系统的必要性,研究了AVC系统在唐山电网中的实际应用,分析了AVC运行中存在的问题,并提出了相应改进意见。AVC系统实施以后,使得无功资源的利用效率实现了最大化,电网无功电压管理工作真正由传统经验型向智能化管理型转变,很好地实现了电网电压精确、精准的自动控制,确保了为用户提供优质的电能质量。     

风电场AVC的优化控制策略研究综述

分析比较了已有的自动电压控制模式包括两层电压控制模式、三层电压控制模式和基于“软分区”的三层电压控制模式,并总结各种模式的优缺点及适用范围。以风电场自动电压控制（AVC）的三层结构模型为基础,将其分成风电场协调决策模块、风力发电机群决策模块、风力发电机控制模块三部分,综述了每个部分的常用方法。     

华北电网自动电压控制与静态电压稳定预警系统应用

设计并实现了区域电网自动电压控制(AVC)系统。提出了区域电网AVC模式,包含对直控电网的闭环控制和对各下级电网的协调控制2部分;在主站系统中实现了对500 kV变电站内部的电容、电抗器、有载调压分接头(离散控制设备)和调相机(连续调节设备)的综合协调和闭环控制;通过约束条件的实时修改实现了电厂与变电站的协调控制;实现了在线静态电压稳定预警与AVC功能的协调;实现了三维可视化功能。该系统已在华北电网实际运行。     

考虑风电场随机波动性的变电站关口无功控制区间整定方法

针对分散式风电并网所导致的传统九区图自动电压控制策略中,关口无功控制区间整定方法无法适应风电场出力随机波动性的特点,分析了含分散式风电场接入的配电网有功损耗特性,定义了关口无功优化区间矩阵,并解释了矩阵中相关元素的具体物理含义及计算方法,即当风电场有功功率和功率因数为上、下边界值或中值时,根据系统总有功损耗与变电站关口无功的关联特性,在考虑主变高压侧电压限制的前提下,求得不同负荷水平下的关口无功优化区间并取交集得到相应的矩阵元素值,提出了分块定区间法,求得了与风电场运行工况相配合的变电站关口无功控制区间。算例证明,运用所提方法进行配电网无功控制,在节能降耗、减少设备动作次数及提高系统电压安全性方面均有优势,且易于工程实现。     

A multi-terminal HVDC transmission system for offshore wind farms with induction generators

Voltage source converter, multi-terminal HVDC transmission (MTDC) for the connection of large offshore wind farms to the terrestrial grid is investigated. Induction generators without the need of wind turbine converters are installed in the wind farms due to the supports from the voltage source converters of the HVDC. A control system is designed which incorporates the voltage–current characteristics of the voltage source converters and the power reduction from the wind turbines during a fault. During normal operation, grid side converters control the DC voltage and coordinate the power sharing to the terrestrial grids. During abnormal operation, wind farm side converters take over the DC voltage control and coordinate the power reduction between wind farms. The control system removes the requirement for fast communication between the converters and achieves automatic coordination. The dynamic performance of a MTDC with the control system is tested through simulations using PSCAD/EMTDC.     

Grid Integration of Large DFIG-Based Wind Farms Using VSC Transmission

This paper describes the use of voltage source converter (VSC)-based HVDC transmission system (VSC transmission) technology for connecting large doubly fed induction generator (DFIG)-based wind farms over long distance. The operation principles of the proposed system are described, and new control strategies for normal and grid fault conditions are proposed. To obtain smooth operation, the wind farm side VSC (WFVSC) is controlled as an infinite voltage source that automatically absorbs power generated by the wind farm and maintains a stable local ac network. Fault ride through of the system during grid ac faults is achieved by ensuring automatic power balancing through frequency modulation using WFVSC and frequency control using DFIG. PSCAD/EMTDC simulations are presented to demonstrate robust performance during wind speed and power variations and to validate the fault ride through capability of the proposed system.