转差率变化时并网双馈风力发电机之间的功率传递及谐波干扰

检修维护完毕的双馈风力发电机并网后,当工作在亚同步发电状态时,其转子会吸收工作在超同步发电状态的双馈风力发电机产生的有功功率,伴随着功率传递而产生的谐波干扰会影响风力发电机的正常工作。而在亚同步发电状态下,双馈电机的转差率和转子侧吸收的有功功率有着直接的联系。通过双馈电机的等效电路对转差率变化时亚同步发电状态下双馈电机转子吸收的有功功率进行了理论分析,推导出了转差率、定子电流矢量与转子侧吸收有功功率的实时关系公式,之后通过算例分析了转差率减小时转子吸收有功功率的变化规律。在Matlab/Simulink中建立模型进行谐波干扰仿真,计算出了总谐波含量均方根值的变化情况,并分析出了伴随功率传递所产生谐波干扰的变化规律。     

双馈风机次同步相互作用研究

分析了产生谐振的条件及机理.根据某风电场提供的实际参数,利用PSCAD建立1.25 MW双馈风力发电机模型用于次同步振荡分析,采用时域仿真分析了系统的次同步谐振频率随串补度的变化及其对双馈风机电流和功率的影响.通过对比某风电场脱网故障时的录波监测数据,验证了风电机组次同步振荡分析模型的准确性,为风电机组的次同步振荡控制提供了分析基础.     

采用静止同步串联补偿器的双馈风电场电压协调控制

针对双馈风电机组故障穿越能力不足所造成的电压稳定问题,提出采用静止同步串联补偿器(SSSC)对双馈风电场进行无功补偿,设计双馈风电机组与SSSC之间的电压协调控制方案,从SSSC容量确定,轻载、重载和紧急3种运行模式间的转换控制等方面对该方案进行分析,并通过实际算例仿真表明,该方案可有效改善双馈风电机组故障穿越能力,具有可行性.     

风力发电机并网后的电网电压和功率分析

对用鼠笼式感应发电机发电的恒速风力机和用双馈感应发电机发电的变速风力机的工作原理及其在电网的接入方式、接入风力发电机后的电网电压和功率进行了分析,对不同风电穿透力下电压对风速扰动的响应进行了讨论,并对电网故障时电压变化及风电场低压穿越技术进行了研究。采用理论分析与计算机仿真方法得到了相关结论:不同风力机机型对电网的作用不同;鼠笼式风电机组构成的风电场穿透功率大于10%以后会引起公共连接点处电压偏移超过10%;电网故障后双馈风电机组和鼠笼式风电机组电压恢复能力不同,在风电场加入STATCOM后,可以实现低电压穿越。     

风电机组接入对系统小干扰稳定性的影响研究

针对大规模风电并网后系统小干扰稳定性的变化情况,通过简单系统算例仿真,详细分析了不同风电渗透功率水平下,分别采用固定转速风电机组、双馈感应风电机组和永磁同步直驱风电机组并网对系统阻尼特性的影响,并且通过实际系统仿真算例,验证了分析结果.结合定速风机、双馈风机和直驱风机的仿真结果进行对比分析,对考虑风机并网后系统动态特性因素的风电机组选型提出了建议.     

改进的配电网双馈风电场电压控制策略

结合双馈风电机组(doubly-fed induction generators,DFIG)的运行特点,提出了一种改进的适用于与配电网连接的双馈风电场的电压控制策略,其中既包括了传统的通过无功功率控制电网电压的方法,也包括电网负序电压的补偿控制策略。以双馈风电系统的功率关系为基础,给出双馈风电机组不同运行状态下的无功功率的计算方法,阐述双馈风电机组的无功功率控制方法及通过风电场无功功率控制电网电压的方法。针对电网电压不平衡的情况,给出通过双馈风电机组抑制电网负序电压影响的控制方法,分析了双馈机组的控制电网负序电压的限制条件和控制策略。由双馈风电机组构成的与配电网连接的风电场的仿真结果验证了所提出的电压控制策略的有效性,仿真结果表明这种电压控制方法可以有效地提高电网及风电场运行的稳定性。     

风电场并网对互联系统小干扰稳定及低频振荡特性的影响

为研究风电并网对互联系统低频振荡的影响,基于完整的双馈风电机组模型,定性分析了两区域互联系统在风电机组并网前后阻尼特性的变化情况.从双馈风电机组并网输送距离、并网容量、互联系统联络线传送功率、是否加装电力系统稳定器等多个方面,多角度分析了风电场并网对互联系统小干扰稳定及低频振荡特性的影响.之后,以两个包括两个区域的电力系统为例,进行了系统的计算分析和比较.结果表明,有双馈风电机组接入的互联电力系统,在不同运行模式下,双馈风电机组的并网输送距离、出力水平、联络线传送功率对低频振荡模式的影响在趋势和程度上均有显著差异,这样在对风电场进行入网规划、设计和运行时就需要综合考虑这些因素的影响.     

基于实际风电场的双馈感应风电机组联网运行特性仿真分析

随着并网运行风电场数量逐年剧增,双馈感应风电机组作为广泛应用的主流机型之一,其联网运行特性对研究风电场与电网之间的交互作用具有重要作用。本文给出了双馈感应风电机组的数学模型,包括风力机模型、发电机模型和四象限变流器模型。以东北某实际风电场双馈感应风电机组为例,在PSCAD/EMTDC电力系统仿真平台上,搭建了双馈感应风电机组联网运行仿真系统,对双馈感应风电机组在不同工况下的联网运行特性进行了分析,揭示双馈感应风电机组联网运行特性,电气设备阻抗参数与外特性之间的内在关联关系。     

双馈型风电机组的惯性控制

在分析双馈风电机组运行特性和控制策略的基础上,提出双馈风电机组的惯性控制策略.该策略附加一个频率控制环节来为风电机组的有功功率控制系统提供一个额外的有功参考信号,进而使风电机组能够及时响应系统频率来调整其有功输出.通过对含风电装机容量系统的仿真分析,验证该控制策略在系统出现功率不平衡后,能够利用双馈风电机组的惯量使风电场具备对系统频率快速响应的能力,从而提高了基于双馈风电机组的大规模风电场接入电网后的电力系统频率稳定性.     

大规模风力发电并网对系统小干扰稳定性的影响

以西北电网酒泉风电系统为算例,分析了不同风电机组类型、不同风电容量、不同并网位置对电力系统小干扰稳定性的影响。仿真结果表明：相比于恒速风力机模型和直驱式同步发电机模型,风电场采用双馈异步发电机模型并网对系统小干扰稳定性的影响较好;随着双馈并网有功出力的增加,系统小干扰稳定性减弱;选择合适的风电场位置可以为系统提供较好的阻尼。     

交流励磁发电机励磁电源管压降引起的谐波及其消除方法的研究

交流励磁发电机由于能够实现有功、无功和转速的独立调节，在改善超高压电力系统的稳定性以及变速恒频发电等领域有着广泛的应用前景。交—直—交电压源变频器以其优良的输出特性可用作这类发电机的励磁电源。交流励磁发电机励磁电压较低，因励磁主回路器件(如IGBT)自身特性的影响，使得这类变频器在低压输出时，输出电压波形发生严重畸变，导致交流励磁发电机的转子电流谐波增大，定子输出电压、电流谐波增加。该文详细分析了由器件特性引起的谐波增大的机理，提出了管压降补偿的方法。仿真与实验结果均说明分析是正确的，提出的补偿方法是有效的。     

风火打捆半波长交流输电系统的谐振分析

长距离架空输电线、电缆存在较大的对地分布电容,易引起风电并网系统的谐振等问题。为了分析大规模风火打捆半波长交流输电系统的谐波谐振放大特性,基于选择性模态分析,推导得到谐波谐振传输放大解耦矩阵,使用交互参与因子评估谐波扰动源对系统任意节点的激励作用,确定易受谐波传输放大影响的节点。针对实际风电并网系统中含量较大的特征谐波,分析不同风电占比情况下发生谐振时系统各节点的谐波电压响应;引入元件标准化灵敏度及其主导系数,分析综合考虑了各谐振情况后的元件灵敏度,为能够同时抑制多种谐波谐振放大或次谐波谐振提供理论依据。研究表明,风火打捆半波长交流系统中可能发生谐波谐振放大的现象;随着风电占比的增加,谐振频率逐渐降低; 35 kV及110 kV电压等级的母线受7、11次谐波谐振放大的影响严重,可能危害系统的安全运行;半波长线路首、末端基本不受谐波传输放大的影响,可以安全运行。利用PSCAD进行模拟计算,结果验证了所提方法的有效性。     

风电变流器改进型断续脉宽调制策略

大功率风力发电变流器中,存在开关损耗和电流总谐波失真THD(total harmonic distortion)难以均衡的矛盾。如何优化调制方式,以提高系统效率,减小电流谐波,是大功率风电变流系统的核心技术之一。针对风电变流器宽频率、宽电压运行范围的特点,分析直驱风电变流器采用断续脉宽调制策略下的损耗和谐波性能,发现不同工况下主要关注指标不同,轻载时电能质量恶劣、开关损耗低,而重载时开关损耗严重、电能质量好;但是常用调制方式很难兼顾。为解决该问题,提出一种适用于永磁同步机直驱风电变流器的新型断续脉宽调制策略,该调制策略对开关损耗和THD的优化特性随变流器工作范围变化,实现不同工况下主要关注指标的优化。最后通过实验平台验证了该方案在重载时减小开关损耗,在轻载时降低电流谐波的有效性。     

含多电源的送端电网谐波综合特性研究

大规模高压直流输电的飞速发展、分布式电源和电动汽车的高渗透接入,使得送端电网中谐波污染日益严重。送端电网的谐波由过去的低次谐波为主、特定次谐波含量较多的特点向宽频次转化。对以新疆电网为例的送端电网中火电、水电、风电及光伏发电等电源进行机理分析,确定了火电和水电可当作理想电源,而风电及光伏发电为谐波源。并分析了送端电网中的各类负荷,得到其谐波特性。继而,分析了谐波在各电压等级间的传递特性、多谐波源叠加机理以及不同电压等级间谐波相互作用机理。最后,利用ETAP软件对新疆电网中的谐波特性进行了仿真分析,验证了所归纳的送端电网谐波特性的正确性。     

单相整流负荷谐波功率需求建模分析

单相整流负荷作为典型的谐波源会对电网产生谐波污染,引起附加的谐波功率损耗。基于单相整流负荷工作原理,分析其各次谐波有功和无功功率流向特点,分别建立单相不控和相控整流负荷的功率需求模型。该模型计及整流器端电压和电流各次谐波分量之间的耦合关系,实现了整流负荷谐波功率的精确计算。利用仿真分析验证了该模型推导的正确性,并进一步定义了谐波有功和无功功率导纳矩阵。通过分析矩阵元素物理意义和幅值变化规律,确定单相整流负荷端电压各谐波分量对谐波功率的贡献程度。     

风电场与电铁同母线接入对供电质量的影响研究

基于实际工程,借助电磁暂态仿真软件EMTP-RV,建立了广西灵川县灵田风电场的详细仿真模型及与风电场接入同一变电站110 kV母线的灵川电铁牵引站及机车负荷模型.研究了风电场在不同风速出力和电铁负荷状态下公共接入点电能质量,以及风电场与电铁牵引负荷接入同一110 kV母线的相互影响.并开发了电能质量计算模板用于多种电能质量指标的计算.多种运行工况的仿真表明,风电场与电铁负荷接入同一母线会恶化电网的运行条件,导致公共接入点剧烈电压波动,并向公共电网注入大量谐波.针对仿真中揭示的电压波动与功率振荡现象,结合现场条件,针对性提出合理调度风电出力、谐波治理与无功补偿等多项改善措施,使接入点的电能质量满足国家标准.     

谐波对电力设备的影响

在电力系统中,谐波源产生的谐波对电网本身的安全可靠运行造成严重威胁。介绍了谐波原理;给出了公用电网谐波电压（相电压）限值和注入公共连接点的谐波电流允许值;分析了公用电网中谐波电流和谐波电压对用电设备和电网本身的危害;阐述了抑制和治理谐波的几种方法。     

并联电容器接入方式与位置对APF的影响分析

配电系统中谐波电流的抑制和无功功率的补偿是改善电能质量和节能降耗的两种技术手段。在实际应用中,存在采用有源电力滤波器抑制谐波、同时采用并联电容器补偿无功的情况。当两者并联接入系统公共连接点的位置不当时,两者之间将会相互影响,甚至导致有源滤波器无法正常运行。本文针对这一现象进行了分析,对电容器与有源滤波器接入方式进行了仿真,为实际中电容器的正确接入提供参考。     

风电场并网对电网电能质量的影响分析

对风电场并网运行后的电网电能质量进行分析和计算,首先对风电场并网运行引起闪变和谐波的原因进行了分析,根据IEC标准和有关国家标准给出闪变和谐波的计算方法,最后结合实际算例对风电场并网运行后的电能质量计算分析方法进行了说明。研究表明,风电场并网运行所带来的电能质量问题与风电机组类型以及网络结构有关,应在风电场的规划阶段做好电能质量的评估工作,防止风电场接入电网后出现电能质量问题。     

含双馈风机的配电网模糊谐波潮流计算

针对配电网中存在着大量的不确定因素对接有双馈风机的配电网节点进行基波和谐波模糊建模.并考虑节点内部存在的关系:在节点基波建模中,考虑并联补偿器和功率因数的关系可以提高理论收敛程度;在节点谐波建模中,考虑风机负荷、无源负荷和非线性负荷的关系可以极大简化模糊谐波建模的复杂程度.最后把双馈风机接入典型33节点辐射型配电网进行...