双馈风电场自动电压控制系统设计及应用

给出了一种考虑将双馈风电机组作为无功源的风电场自动电压控制(AVC)系统设计方法,并通过大量现场试验验证了AVC系统的控制效果。针对风电场AVC系统设备可信容量低、电压控制能力弱、控制对象波动性强的难点,重点讨论了双馈风电机组无功功率发生能力计算、多设备控制周期匹配、控制死区设定等实施过程中需关注的问题,并研究了基于潮流灵敏度控制策略的简化实施方法。现场试验证明了相关参数设定与简化方法的合理性,AVC系统可以大幅提高风电场电压—无功功率的合格率。     

考虑定子侧暂态过程的双馈感应发电机转子电流解耦控制

转子侧变流器过载能力是制约双馈感应发电机(DFIG)低电压耐受能力的主要瓶颈,合理的转子电流控制策略是DFIG安全度过电压跌落与恢复期暂态过程的保障.为改善转子电流的动态特性,以DFIG的5阶模型为基础,研究了考虑定子侧磁链暂态的转子电流解耦控制模型,通过前馈补偿环节消除定子磁链暂态对转子电流动态的不利影响,提出了DFIG转子侧变流器控制参数的设计方法.仿真结果表明,提出的控制策略可使转子电流快速跟踪参考值的变化并抑制过电流,改善了DFIG对电网电压波动的耐受能力,验证了该解耦控制模型的正确性和有效性,为DFIG转子电流动态响应特性的参数化设计提供了依据.     

风电场群的无功电压协调控制策略

现有风电场无功电压控制模式仅考虑单个风电场的无功平衡,无法兼顾大型风电基地的电压综合控制需求.文中提出了风电场群的无功电压协调控制思路,以风电场群的汇集站为电压中枢点,以各风电场升压变压器的高压侧电压为约束,协调各风电场的无功调节装置动作.协调控制策略以多目标的优化模型为基础,应用遗传算法求解.对典型风电场群汇入系统的仿真分析表明,协调控制策略在提高电网的安全性和经济性方面较传统的各风电场单独控制策略具有较大的优越性.     

高渗透率下风电的调频技术研究综述

近年来全球风电渗透率不断提高,风电机组逐步替代传统同步机组,是引起电力系统频率调整困难、影响电网安全的主因之一。通过升级控制设计,风电可以提供旋转惯性和频率调节能力,变害为益,改善系统频率安全。结合调频时间尺度,详述风电参与调频的各控制方法原理和特性,并分析不同方法的利弊和适应环节。分析高渗透率风电并网对电力系统频率稳定的影响,结合近年来多起风电参与的电力系统频率安全事故,指出不少国家和地区都调高了风电调频技术标准。最后,提出应该在技术经济评价、市场与准入等问题开展深入研究,以促进风电成为未来电力系统调频的重要组成部分。     

双馈感应发电机三相短路电流解析计算模型

电网电压跌落在双馈感应发电机(DFIG)定、转子绕组中激发的电磁暂态过程是影响DFIG和电网安全的重要因素,因此,定量分析电压跌落后DFIG的电磁暂态过程具有重要意义.以DFIG电压完全跌落后的物理过程分析为基础,研究了DFIG在三相短路后的磁链初值平衡电路、电流频率特性以及定、转子电流中各频率成分之间的依存关系.根据...     

变速风力机稳定性研究

大规模变速风电机组并网运行引起的风电场安全问题应给予更多关注。以变速风力机整体为研究对象,分析了风力机稳定性与运行状态、控制策略、发电功率以及风速的关系。针对定功率控制过程中出现的失稳现象,建立了定功率控制过程中的小信号模型,通过研究平衡点的稳定性,近似给出了风力机的稳定运行边界。从物理概念分析了平衡点的稳定性,阐述了桨距角和风速变化引起的风力机失稳过程,并提出了风力机稳定性的判别方法。     

风电场动静态无功补偿协调控制策略

现有从单个时间断面、单一类型的无功补偿手段出发的风电场电压控制策略难以适应风电多时间尺度上的波动。风电场有丰富的无功源,综合协调多种动、静态无功补偿设备的调节特性是保证控制策略始终具有较好效果的关键。文章引入预测,建立风电场"计划+在线+紧急"多层动静态电压协调控制模型,利用大容量静态调节设备对风电场的无功电压进行大幅调节;利用动态调节设备补偿小幅波动,并在暂态过程中提供电压支撑。通过对不同时间尺度的风电场进行经济性与安全性的优化,实现各类无功补偿的协调控制。仿真结果验证了上述控制策略的有效性与优越性。     

集群双馈风电场的分次调压控制

基于集群风电场间无功电压耦合较强、通信条件较差的特点,提出以双馈风电机组为主、电容器/静止无功补偿器(SVC)为辅,不过分依赖风电机组与风电场自动电压控制系统间通信的集群双馈风电场分次调压控制策略.事先根据电网运行状况计算得到不需实时更新的双馈风电机组的PQ曲线,同步补偿无功功率以应对有功出力的变化,并仅在电网运行状况发生大幅变化时更新PQ曲线;在调节效果不够理想或PQ曲线未更新时,再利用电容器/SVC进行二次调压.通过对中国北方某地区集群风电场的仿真分析,验证了所述控制策略可有效减少风电机组连锁脱网的发生机会,并且其控制效果不受风电机组与风电场自动电压控制系统间通信中断的影响.