考虑风功率特性的双馈风机无功补偿容量计算

风电场并入电网时会引起系统无功变化,从而影响系统电压稳定。常规的风电场无功补偿主要针对风电场设备的无功损耗,忽略了风机本身的无功发生能力。通过分析双馈风机的无功特性以及各补偿设备的特点,提出结合双馈风机风功率特性的无功补偿容量计算方法,并使用风电场发电量引起的母线电压波动是否超过电网允许值作为无功补偿设备选型依据,解决常规方法存在的过补偿问题,最后结合具体算例,验证了方法的有效性。     

风电场动态无功补偿设备引发低频振荡实例分析及建议

随着国家对新能源开发与利用的大力支持,各风电基地风电装机容量不断增加。但是风电基地均处于电网末端,末端电网与主网联系较弱,短路电流水平较低,抗扰动能力低。目前风电场升压站引入动态无功补偿设备,可以有效缓解电网电压波动,提高末端电网稳定性。但是动态无功补偿设备配置及参数设置不合理可能进一步恶化系统稳定性,甚至引发系统低频振荡问题。因此分析动态无功设备动态调节特性及各参数对系统稳定性影响,以新疆某地区风电场动态无功补偿设备电厂引发低频振荡为例,重现了风电场动态无功补偿设备参数设置不合理引发低频振荡现象。分析结果表明动态无功补偿设备参数对电力系统动态稳定具有重要影响,动态无功补偿设备电压控制方式及相关参数设置不合理可能诱发电力系统低频振荡。对风电场动态无功补偿设备提出了相关建议和措施,有效指导了相关参数设置,对风电场动态无功补偿设备运行与管理具有重要的指导意义。     

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。     

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。     

风电场接入对电网稳态特性的影响研究

分析了风电场在电力系统计算中的稳态等值方法,以某地区实际电网为例,研究了大型风电场对稳态特性的影响规律。研究表明,风电场的无功补偿主要是补偿各级升压变压器的无功损耗,宜在风电场集中接入点安装无功补偿设备进行集中补偿,但投切低压电容器和有载调压(OLTC)变压器的电压调整特性不如静止无功发生器(SVG),不适合作风电场的主要调压措施。     

基于海缆的海上风电场无功补偿技术研究

针对海上风电场中长距离海底电缆的充电效应,风电场无功功率波动时易引起母线电压较大波动的问题,结合风电机组变流器和本地无功补偿设备实现风电场的无功补偿。基于海上风电场无功补偿控制方案,对比分析了不同规模、不同传输距离海上风电场采用两端补偿和单端补偿两种方案时海缆导体损耗情况,即风电场出力曲线。最后在Matlab/Simulink环境下建立相应的仿真模型,仿真结果表明:该无功补偿控制方案能够在风电场功率波动时降低海缆导体损耗的同时快速稳定并网点电压,大大提高了系统的无功补偿能力,验证了该方案的有效性。     

基于恒功率因数控制的风电场无功控制策略优化方法

风电场目前采用无功补偿设备的恒无功控制方式对风电场产生的无功功率损耗进行补偿,该方法没有考虑风机的无功出力能力,同时存在使风电场无功功率—电压灵敏度增大等不利于电网安全稳定运行的问题。风机以恒功率因数方式运行,动态无功功率补偿装置以恒电压方式运行,以风电场与系统不交换无功功率为控制目标,可以调用风机一定的无功出力能力,优化风电场无功控制能力。分析结果表明,该方法可以补偿风电场自身产生的无功功率损耗,降低风电场对无功功率补偿设备的投资。     

考虑风电预测及电压分布的风电场无功设备协调控制优化研究

为解决风电场内多类型设备导致的风力发电间电压偏移和场站内无功分配协调控制研究不足的问题,本文在传统风电场AVC系统的基础上,提出考虑大型风电场内所有风电机组电压控制水平及动态无功储备的多目标控制方法,首先分别计算考虑风机机端电压均衡分布后的每个风电场的所有风力发电机组和无功补偿设备的总无功功率的可调节容量,其次根据超短期风功率预测,确定离散型无功设备的投切计划,使用最小二乘拟合法获得系统安全系数与所有无功补偿设备调节量之间的函数,然后基于最优潮流计算考虑电压偏差、无功调节量最小、动态无功储备满足故障后要求等多目标约束获取无功补偿设备的最佳设定值。最后,本文通过甘肃电网某实际风电场验证了该方法的有效性。     

静态运行下风电场无功补偿裕度分析

对风电场静态运行下的无功补偿容量进行分析,并确定风电场无功补偿裕度。首先,对风电场的模型及风电场中无功损耗源进行了理论分析。其次,分析了风电场中的无功补偿设备有一台跳开(N-1)或者两台跳开(N-2)时无功补偿裕度的变化。最后,分析了风电场电压和变压器变比在容许范围内变化时,N-1、N-2情况下的风电场无功补偿裕度。     

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.     

与风电场并网的变电站无功补偿的优化

针对风电场并网变电站电压波动较大的问题,通过对其产生的原因及影响因素进行分析,提出优化无功补偿的策略。结果表明:在风电场并网变电站装设动态无功补偿装置,可有效改善风电接入电网系统的电压质量,达到电压综合控制要求。     

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。     

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。     

风电场内集中无功补偿容量的设计与研究

风力发电的间歇性导致风电场电压波动较大,需要装设足够的无功补偿装置。目前对于风电场内集中无功补偿的计算和分析少有涉及,风电场接入系统设计,均是按照相关并网准则要求进行。提出风电场内各环节无功损耗的计算和分析方法,通过算例验证所提方法的有效性;依据风电场无功补偿相关技术规定所确定的风电场内集中无功补偿装置容量,在具体工程应用中具有一定的局限性。     

利用风力发电机的无功功率补偿风电场无功损耗

我国风电场内无功补偿的方式是在风电场汇集站内装设集中无功补偿装置,这造成风电场无功补偿的投资很大。文章结合工程实例,通过对不同发电量下风电场的无功损耗和电压波动情况进行计算,提出利用风力发电机的无功功率可基本实现风电场的无功平衡,风电场母线电压的变化是无功补偿设备选型的依据,对于发电量变化引起的母线电压变化不超出电网要求的风电场,应利用风力发电机的无功功率减小汇集站内无功补偿装置的容量,降低无功补偿的投资。     

风力发电系统中SVG的应用研究

随着更多风电场接入电网和风电场规模不断扩大,风电特性对电网的负面影响愈来愈显著,主要问题包括并网功率因数不合格、电压偏差、电压波动、闪变以及电网安全稳定,而动态无功补偿装置在维持风电场并网点电压平衡,维持电力系统暂态稳定,改善电能质量等方面起着重要的作用。结合具体工程实践介绍动态无功补偿装置SVG的基本原理、控制方法、优缺点,同时分析SVG在风电场升压站设计中的注意事项及应用SVG之后电网电能质量的改善情况。     

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...     

计及动态无功控制影响的大规模风电汇集地区电压稳定性分析

为了进一步分析大规模风电汇集地区电压稳定性,提出应考虑风电场动态无功控制的影响。基于电压-无功灵敏度法解释了动态无功补偿装置的恒无功控制方式所带来的汇集地区电压上升问题。利用小扰动稳定法,分析出采用高压侧恒电压控制的风电场内动态无功补偿装置之间存在很强的相互作用,并会引起不稳定的电压振荡。以华北某风电汇集地区为例,在PSS/E中比较分析区内所有风电场内动态无功补偿装置分别采用恒无功、高压侧恒电压和低压侧恒电压三种控制方式时受到小扰动后的电压变化。仿真结果验证了分析结论,表明在研究风电汇集地区电压稳定性问题上,考虑风电场的动态无功控制影响是必要的。     

考虑风电接入的电力系统无功优化

研究了含风电场的电力系统无功优化,提出了通过潮流计算得到风电场的无功补偿容量,利用非线性原-对偶内点法对整个电网进行无功优化的新方法。建立了风电机组的稳态模型,介绍了风电场在电力系统潮流计算中的处理方法。通过潮流计算得到风电场的无功补偿容量,建立以有功网损最小和电压水平最好的多目标无功优化模型,在满足各种约束条件下采用非线性原对偶内点法对该模型进行优化求解。通过烟台电网的实际计算结果验证了该方法的可行性和实用性。     

随机模拟粒子群算法在风电场无功补偿中的应用

在风电机组机端装设无功补偿装置有利于改善风电对系统电压质量造成的负面影响。该文针对风电出力的随机性及负荷和系统电压的变化,提出了求最优无功补偿装置容量的机会约束规划模型,并利用随机模拟的粒子群算法求解。该模型以费用最小为目标函数,考虑了风速的概率分布、风电机组本身的有功和无功特性以及含风电场的潮流处理方法等。通过分析某配电网风电场无功、电压、功率因数的变化情况,利用该文方法进行无功补偿优化,结果表明模型与算法的有效性。