基于ESA的风电场并网系统静态电压稳定性分析

以特征结构分析法(ESA)为理论基础,探讨了基于异步风力发电机组的风电场接入系统后对系统电压稳定性的影响.采用最小模特征值和参与因子作为衡量指标,给出了系统的静态稳定裕度,指出了系统中最有可能发生电压不稳定的节点和区域.通过将风电场接入标准IEEE39节点测试系统并进行计算和分析,结果表明:风电场及其附近节点具有较强的参与特性,是影响系统电压稳定的关键区域;风电场接入后系统的静态稳定裕度降低,弱稳定区域扩大,在风力发电机机端装设补偿装置可以有效地改善系统的静态稳定裕度; 风电场的接入降低了系统的负荷裕度,但是对系统达到极限负荷时的失稳区和失稳模式没有明显影响.     

基于ESA的风电场并网系统静态电压稳定性分析

以特征结构分析法（ESA）为理论基础,探讨了基于异步风力发电机组的风电场接入系统后对系统电压稳定性的影响。采用最小模特征值和参与因子作为衡量指标,给出了系统的静态稳定裕度,指出了系统中最有可能发生电压不稳定的节点和区域。通过将风电场接入标准IEEE39节点测试系统并进行计算和分析,结果表明：风电场及其附近节点具有较强的参与特性,是影响系统电压稳定的关键区域;风电场接入后系统的静态稳定裕度降低,弱稳定区域扩大,在风力发电机机端装设补偿装置可以有效地改善系统的静态稳定裕度; 风电场的接入降低了系统的负荷裕度,但是对系统达到极限负荷时的失稳区和失稳模式没有明显影响。     

并网异步风电场短路特性的仿真分析

风速的随机性与间隙性使风电场经常处于不同的运行方式,合理的保护配置是保证风电场及接入系统稳定运行的卫士。短路特性是保护配置的前提和依据,针对恒速异步风力发电机组,讨论了其数学模型,分析了异步机组的电磁暂态过程,建立了风电场联络线路接地故障时,风电场提供的短路电流各序分量表达式,对影响风电场故障特性的主要因素进行了分析,并以PSCAD/EMTDC为平台建立风电场并网运行的仿真模型,研究了风电场投入系统容量、风速、故障类型、X/R对故障特性的影响,仿真结果与理论分析相吻合。研究结果表明风电场继电保护整定时应考虑这些影响因素,以提高风电场继电保护动作的有效性和可靠性。     

直驱型机组风电场并网静态电压稳定性研究

对基于永磁直驱型机组的风电场静态电压稳定性进行了研究.通过单机无穷大系统分析了影响并网风电场电压稳定性的主要因素,以美国西部电网WSCC3机9节点系统为例,分析了风电场接入后对系统电压稳定性的影响,并对不同线路等值阻抗、不同控制方式下的电压稳定性进行了比较分析,得出了P-V曲线.     

采用STATCOM改善传统异步型风电场并网稳定性

日益严格的风电并网导则对已建的传统异步型风电场产生了新的要求,其中具备无功电压调控能力是一个重要的方面。本文在异步感应风力发电机的稳态等值模型的基础上推理出该机组电磁转矩与电网电压和转子转速之间的特性关系,同时详细阐述了静止同步补偿器(STATCOM)的基本原理以及其电压电流和电压无功特性。最后结合实际的风电并网系统进行仿真研究,结果表明STATCOM的引入可以有效地提高传统风电场的低电压穿越能力,保证系统安全稳定运行。     

大容量风电场接入后电网电压稳定性的计算分析与控制策略

由于风电场容量较大,并位于电网末端,可能会对电网的电压稳定性产生较大的影响。为保证风电场投入后的安全,按大干扰下风功率的转换特性及异步发电机的运行特性建立了风电场与相关电网的数学模型,计算了风电场与相关电网发生短路故障后的电压稳定性。通过数值仿真计算,揭示了风电场接入导致电网电压稳定性被破坏的机理,指出机组转速是影响风力机和异步发电机这两个能量转换器工作特性的关键参数,控制风电场内风机的速度增量是保持大容量风电场接入后电压稳定性的关键,靠近故障点的风电单元容量、故障点位置和故障持续时间是影响短路后电压稳定性的主要因素,并提出了大容量风电场接入后保证电网电压稳定性的策略与措施。     

基于遗传算法的风电场等值模型的研究

在分析笼型异步风力发电机组动态模型的基础上,利用含笼型异步风力发电机组的风电场详细模型的运行数据,提出了基于遗传算法的风电场单机等值建模方法和参数优化模型.针对风电场内机组参数完全相同和不同的两种算例,对风速扰动和风电场出口处发生三相短路故障下的风电场动、暂态运行特性进行仿真,并与风电场详细模型和容量加权单机等值模型时的结果进行比较.结果表明基于遗传算法的单机等值模型具有和详细模型一致的风电场运行特性;与风电场容量加权单机等值模型相比,能更好地表现风电场的动、暂态运行特性.     

基于遗传算法的风电场等值模型的研究

在分析笼型异步风力发电机组动态模型的基础上,利用含笼型异步风力发电机组的风电场详细模型的运行数据,提出了基于遗传算法的风电场单机等值建模方法和参数优化模型。针对风电场内机组参数完全相同和不同的两种算例,对风速扰动和风电场出口处发生三相短路故障下的风电场动、暂态运行特性进行仿真,并与风电场详细模型和容量加权单机等值模型时的结果进行比较。结果表明基于遗传算法的单机等值模型具有和详细模型一致的风电场运行特性;与风电场容量加权单机等值模型相比,能更好地表现风电场的动、暂态运行特性。     

风电场系统电压稳定性研究

推导和建立了风电场3节点系统的ODE模型,运用基于MATLAB的数值分岔分析软件MATCONT对风电场系统电压稳定性进行分岔分析,研究分岔现象并求取鞍结分岔点。     

永磁直驱风机风电场并网电压稳定性及其无功补偿分析

针对风电场并网容量的逐年增长对电力系统稳定性产生的影响,以及大规模风电场接入局部电网带来的电压稳定问题,建立了永磁直驱风机风电场并入交流电网的电磁暂态等值模型,分别从静态和动态角度分析了并网点短路比、联络线等效电阻与电抗比值(XL/RL)对并网点电压稳定性的影响,并采用机端并入并联电容器和并网点并入STATCOM方式进...     

并网型风电场电压稳定研究

为解决风电场并网运行存在的电压稳定问题,通过对风电机组无功电压特性的研究,提出了无功补偿电容器容量的不同计算方法和投切方式。结合风电无功需求的特点,确定并分析了带有FC的TCR型无功补偿器(SVC)的原理及特性。对某实际风电场应用SVC无功补偿优化结果的分析表明:它可提供动态的电压支撑,能够稳定风电场节点电压,降低风电功率波动对电网电压的影响,很好地改善系统的运行性能。     

应用SVC提高风电场接入电网的电压稳定性

风电具有随机性和间歇性,较大规模风电场的接入会对电力系统稳定性产生较大影响。研究静止无功补偿器(SVC)在风电并网过程中的应用,以某地区多个风电场接入本地电网为背景,分析在重要负荷点安装SVC的效果。仿真结果表明,SVC能改善不同风电场出力情况下系统电压质量,提高风电送出能力和电网暂态电压稳定性。     

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。     

含风电场电力系统的潮流计算

潮流计算是分析风电对电网影响的基础,在异步发电机稳态等效电路的基础上,通过动态改变风电场的无功功率、考虑风速、有功功率,机端电压和滑差率,提出了计算含风电场的电力系统潮流的一种简单可行的方法,并通过一含风电的配电网系统验证了该算法的可行性。     

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.     

电压越限概率指标及其在含风电场电网无功优化控制的应用

针对间歇性风电使得基于实时无功优化的电压控制效果劣化问题,提出一种含风电场的无功优化控制模型,用以应对风电功率不确定性对电压控制的影响。根据变速恒频风机有功出力的概率分布,联合风电出力变化与电压变化的关系提出电压越限概率指标及其表达式,基于电压越限概率建立无功优化控制模型。以国内某电网为例,分别应用传统无功优化控制模型和文中所提出的模型进行无功优化控制,并对比其优劣性。结果表明,所提模型不仅能够有效地控制电压,还能降低风电接入下节点电压发生越限的概率。     

计及风电场静态电压稳定性的VMP系统无功电压控制策略研究

随着规模化、集群化风电基地的初步建成,风电作为一种清洁高效的能源得到了快速的发展,但短时间内大规模风电场集中接入电网,给电网的功率平衡带来扰动,造成了电网电压的不稳定。针对风电场并网后的电压控制问题,研究了大规模风电场并网的静态电压稳定机理。并在现有调压手段的基础上,通过适时调整风电机组无功出力,升压站变压器抽头以及调无功补偿装置,进一步提出了基于分层管理的无功功率/电压控制策略,并将该策略嵌入到风电场电压/无功自动管理平台(VMP)。通过新疆某地区风电场现场试验发现,该控制策略能够改善低电压穿越期间无功表现,提高风电场无功电压的稳定性,同时避免了功率振荡的产生。该研究结果可以为风电场无功电压协调控制的理论研究和工程实际提供参考依据。     

考虑电压稳定约束含风电场的电网动态最优潮流研究

电压稳定性是风电场的并网运行后所需考虑的一个重要问题.在传统优化潮流的基础上,将改进后的电压稳定性指标引入到优化算法之中,研究了多时段不同穿透功率下的动态优化潮流.根据风力异步电动机的特性方程,将其模型与原始一对偶内点算法算法相结合,推导得出了考虑电压稳定约束含风电场的电力系统动态最优潮流计算的内点算法.该算法可有效保持内点法的收敛快、鲁棒性等优点,实现对系统的优化.最后,考虑不同穿透功率,对算例系统进行了优化计算,分析了风电场对系统的经济性和电压稳定性方面的影响.通过算例分析,得出了一些相关的结论.     

风电并网系统稳态运行的研究

介绍了风力发电并网的稳态运行的研究现状,包括含风电场的电力系统潮流计算及模型,风电场的静态电压稳定性的分析方法与模型,电压静态稳定性指标和控制电压失稳措施,风力发电最大注入功率的影响因素及主要分析方法,衡量发电规模的指标及容量可信度等.对研究方向进行了理论分析并对方法和措施进行了分类与评价.     

风力发电用电压跌落发生器研究综述

为测试风力发电系统的低电压穿越能力,需要专门的电压跌落模拟装置。鉴于此,对国内外现有风力发电用电压跌落发生器(VSG)的研究进行了详细的总结,论述了3种形式的VSG实现方法,阻抗形式VSG通过在主电路中并联或串联阻抗模拟电压跌落,变压器形式VSG以变压器组合或中心抽头变压器切换方式模拟电压跌落,电力电子变换形式VSG使用半导体功率器件模拟各种电压跌落类型,功能强大;并对各种方法的工作原理和实现方法进行了分析,对各自的优缺点进行了对比。变压器形式VSG具有结构简单、可靠性高和成本较低的优势,目前使用较多,电力电子变换形式的VSG因其体积小、便于携带和强大的功能,将会得到越来越多的应用。