应用STATCOM提高风电场低电压穿越能力

研究了用STATCOM来提高恒速异步机风电场的低电压穿越能力。对目前风电场低电压穿越能力较低的原因以及STATCOM应用于风电场的作用机理分别进行了分析。在Matlab/Simulink中建立了含风电场和STATCOM的电力系统仿真模型,通过仿真实验验证了STATCOM在提高风电场低电压穿越能力方面所发挥的重要作用。仿真结果表明：STATCOM可以帮助风电场在电网故障后快速重建电压,抑制发电机转子加速,并且缩短了风电场的故障极限切除时间,确保了风电场连续并网运行以及电网的安全稳定。     

应用STATCOM提高风电场低电压穿越能力

研究了用STATCOM来提高恒速异步机风电场的低电压穿越能力.对目前风电场低电压穿越能力较低的原因以及STATCOM应用于风电场的作用机理分别进行了分析.在Matlab/Simulink中建立了含风电场和STATCOM的电力系统仿真模型,通过仿真实验验证了STATCOM在提高风电场低电压穿越能力方面所发挥的重要作用.仿真结果表明:STATCOM可以帮助风电场在电网故障后快速重建电压,抑制发电机转子加速,并且缩短了风电场的故障极限切除时间,确保了风电场连续并网运行以及电网的安全稳定.     

笼型异步风电机组串联耦合补偿低电压穿越研究

随着我国风电装机容量不断扩大,风电场具备低电压穿越能力已成为其并网发电的必要条件。而传统笼型异步发电机组本身并不具备低电压穿越能力,因此提出了一种串联耦合补偿(series coupled compensation,SCC)新型低电压穿越方案,SCC 通过变压器串联接在发电机定子与公共连接点之间,配合双向晶闸管进行投切。在PSCAD/EMTDC建立了750 kW异步发电机组的串联补偿系统,仿真结果表明在各种电压故障下SCC能有效提高机组低电压穿越能力,同时减小电磁转矩振荡。     

具有低电压穿越能力的集群接入风电场故障特性仿真研究

结合风电机组的结构和并网原理,对直驱风电机组提出了"卸荷电路+无功补偿"的低电压穿越改进控制方法,对双馈风电机组采用了DC-Chopper和SDBR(series dynamic braking resistor)代替Crowbar的低电压穿越改进控制方法。以PSCAD为平台分别构建了具备低电压穿越能力的直驱风电机组和双馈风电机组的并网仿真模型;结合风电并网技术规程,采用电压跌落器仿真验证了直驱、双馈风电机组在电网电压跌落下的低电压穿越能力。参照新疆达坂城实际风电场群接入系统方案,构建了包含具备低电压穿越能力的直驱、双馈风电机组的集群风电场仿真算例,研究了风电场送出线故障、集群风电场送出线电压跌落、系统线路电压跌落时风电场群故障穿越特性。仿真结果表明:集群接入风电场送出线电压跌落会影响相邻风电场及系统的电压和频率,故障结束后整个风电接入系统可以在风电接入技术规程要求的时间内恢复至稳态运行状态。研究成果有助于分析风电大规模集群接入系统的运行特性,提高电力系统对风电的接纳能力。     

混合风电场中PMSG协助感应发电机低电压穿越

针对直驱永磁同步机组(PMSG)协同感应风电机组(IG)低电压穿越(LVRT)问题,提出PMSG最少台数的定量算法。根据转矩平衡关系,计算IG滑差失稳的临界转差率。根据临界转差率和故障持续时间,对转矩平衡方程积分,得到IG不失稳时公共连接点临界电压。根据并网导则的最严重电压跌落,推导协助IG LVRT所需无功和PMSG最少台数。给出动态仿真结果以验证协同LVRT效果,量化了理论推导误差。发现IG惯性时间常数或转子电阻越大,机械转矩或定子电抗越小,故障时间越短,临界电压越低,PMSG越容易协助IG LVRT;对临界电压影响从大到小依次为IG机械转矩、故障时间、IG转子电阻、IG惯性时间常数和定子电抗。     

风电场低电压穿越能力的规定

问：风电场低电压穿越能力的规定有哪些？ 答：风电机组低电压穿越是指当电网故障或扰动引起风电场并网点的电压跌落时,存一定的电压跌落范围内,风电机组能够保证不脱网连续运行。具有低电压穿越能力的风电场有利于整个电网的稳定与安全。     

不同风电机组的低电压穿越能力分析

应用Matlab 7.0建立了含不同风电机组的风电场动态模型,用于研究包含恒速异步风力发电机和双馈异步风力发电机的风电场对电网的影响,通过仿真分析电网发生严重三相短路故障后不同风电机组的低电压穿越能力,以及加装静止无功补偿器(SVC)后风电机组的低电压穿越能力.比较风电机组转速、有功功率和无功功率变化情况,得出结论:双馈异步风力发电机变速平稳,低电压穿越能力较强,有利于优化电能质量.当电网发生故障时,针对风电场中的不同风电机组应采用不同的策略来提高风电机组的低电压穿越能力,维持电力系统的稳定运行.     

风电场低电压穿越研究

从风电场实现低电压穿越功能所面临的问题出发,分析了各种问题下所对应的解决方案,指出风电场具备LVRT能力的必要性.     

变频软启动永磁同步电机低电压穿越能力评估方法

永磁同步电机在工业现场应用广泛。为分析基于变频器实现软启动的永磁同步电机在电压暂降场景下的动态运行特性,提出一种永磁同步电机低电压穿越能力评估方法。首先,基于dq坐标系建立电磁转矩与功角、端电压间的解析式,分析暂态过程中的转差率与电机稳定性之间的关系,建立基于转差率的电机暂态稳定分析判据,进而确定电机安全稳定临界电压;其次,基于面积法则推导临界切除功角解析式,得到故障临界切除时间;最后,选择安全稳定临界电压和故障临界切除时间为电机低电压穿越能力的特征值。研究表明,暂态过程中转差率是否存在负值可作为暂态能否稳定的判据,电机带载率越小其低电压穿越能力越强。     

基于改进风机暂态模型的风电场低电压穿越性能评估

针对现有风机模型不能真实反应各种类型风机在低电压故障中的暂态特性,影响对风电场低电压穿越评估准确性的问题,通过研究和改进风机仿真模型,并与实测风机低电压穿越特性对比验证,结果表明改进的风机暂态模型与实测风机在低电压穿越特性上具有较高的一致性.以某地区风电场为例,利用该模型搭建的实际风电场仿真系统对风电场低电压穿越能力进行仿真研究,仿真结果表明改进的风机模型对风电场低电压穿越性能评估具有较高的实用性.     

电压源换相高压直流输电改善异步发电机风电场暂态电压稳定性的研究

基于普通异步发电机的恒速风电机组并网风电场会引起本地电网的电压稳定性问题.为此本文分析了并网风电场的电压稳定问题和电压源换相高压直流输电(VSC-HVDC)的风电场并网方式的技术特点,研究了VSC-HVDC的数学模型和控制方式.基于国际大电网会议(CIGRE)B4-39工作组标准模型,应用PSCAD/EMTDC仿真软件建立了大规模风电场并网系统模型,研究了VSC- HVDC输电改善异步发电机风电场暂态电压稳定性的贡献.研究表明VSC-HVDC不仅能够有效实现恒速风电机组在电网发生大扰动故障后的快速电压恢复能力,而且可以避免在电压恢复过程中由风电机组输入输出功率不平衡引起的发电机超速及电压失稳,确保风电机组的连续运行及电网的安全稳定.     

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。     

基于短路试验的风电场低电压穿越能力验证方法研究

随着电网风电装机规模的不断增大,风电场是否具有低电压穿越功能直接影响风电并网安全。目前风电场低电压穿越测试的方法主要以设备测试为主,即对单台风力发电机组进行抽检测试,验证整个风电场具备低电压穿越能力。采用单台测试设备检验风电场低电压穿越能力效率较低,且不能验证整个风电场其他设备的低电压穿越能力。通过短路试验方式来验证风电场低电压穿越能力,并在通辽地区进行现场试验验证。试验结果表明采用短路试验的方法能够更好、更快地开展低电压穿越测试工作,确保大规模风电接入后的电网安全稳定运行。     

改进的DFIG与VSC-HVDC协调控制改善风电场 低电压穿越能力

经VSC-HVDC并网风电系统在风电场侧故障时,风电机组出口母线电压过低,极易引起风力机脱网。而双馈风力发电机(DFIG)传统的Crowbar技术在故障时将转子侧变流器(RSC)短接,使发电机定子侧失去了为电网提供无功的能力,风力机的低电压穿越能力较低。提出一种改进的DFIG模型,加入了主动式DC-Chopper,与传统的Crowbar相配合,降低Crowbar动作的概率,使得DFIG转子侧变流器可以控制定子侧在故障时期继续提供无功功率。并利用此改进的DFIG与VSC-HVDC协调控制,改善风电场侧母线电压水平。通过算例仿真表明,在严重故障时采用改进式DFIG的Crowbar仍未动作。从而大大降低Crowbar动作的概率,双馈风电机组RSC故障期间可以继续投入运行并为电网提供无功支持。完成故障期间DFIG两侧变流器与VSC-HVDC风电场侧变流器(WFVSC)之间的无功协调,使风电场具有更好的低电压穿越能力(Low Voltage Ride Though, LVRT)。     

风电场故障穿越能力研究

一定规模的风电场接入局部电网后会带来电压稳定问题,影响电力系统稳定。而从风机保护的角度而言,需要考虑电力系统发生故障时,风力发电机组对电力系统的暂态响应。以恒速恒频笼型异步机和变速恒频双馈绕线式电机作为发电机的风电场,对并入电网后发生故障的穿越能力进行分析研究,建立风力发电系统模型,采用PSCAD进行仿真。     

风电场低电压穿越过程中短路信号的研究

针对系统电压跌落的同时,部分并网风电场又发生某种短路故障进行了研究。文中对风力发电系统在同步旋转参考坐标系下的稳态和暂态进行数学建模。在MATLAB/SIMULINK的平台上满足持续并网的条件下,分析风电场在无故障和部分风机组发生短路故障时的完成系统低电压穿越的能力,并基于小波进行故障分析。依据各项仿真数据,得出结论:发生单相短路时,风电场能较稳定地进行穿越;而两相或三相短路时,在系统电压恢复瞬间将会有强烈的能量振荡和冲击电流,因此应尽可能在系统电压恢复前就切除故障。     

STATCOM对风电场低电压穿越和保护的研究

在Matlab/Simulink中建立了含异步风力机的风电场和STATCOM仿真模型。根据目前风电场接入系统保护配置,针对采用STATCOM后的异步风电场对系统保护配置影响及其存在的问题进行研究。研究表明,加装STATCOM装置可提高风机风电场的低电压穿越能力。提出了合理的改善低电压穿越和继电保护相互配合的措施,尽可能减少风力机脱网,提高电网的安全、稳定性。     

永磁同步风力发电机低电压穿越仿真分析

通过仿真分析验证了限制电阻低电压穿越策略在各种电网电压跌落情况下的有效性,并给出了限制电阻阻值选择的原则.首先从能量平衡角度分析了永磁同步发电机的故障特性,其故障危害是变流器的电容电压会不断上升,从而得出在电容两端并联限制电阻的保护措施.然后通过仿真分析了永磁同步发电机配置限制电阻后的对称故障特性和非对称故障特性,证明了限制电阻可以实现永磁同步发电机低电压穿越要求,为限制电阻的实际应用提供了理论基础.     

利用串联制动电阻提高风电场低电压穿越能力

风电场低电压穿越能力对电力系统的稳定性有着重要影响。介绍了利用串联制动电阻在电网故障时提升风电机组端电压并吸收过剩有功功率进而提高风电场低电压穿越能力的新方法,提出了基于转速 — 电压动态稳定域的制动电阻投切策略,针对基于恒速风电机组的典型风电场进行了低电压穿越稳定性仿真分析。理论分析和仿真结果表明,串联制动电阻能够可观地提高风电场的低电压穿越能力,其投切策略简单有效。串联制动电阻能减轻低电压穿越对桨距控制等其他措施的依赖,可用于改进现有风电场。     

基于PSCAD的风电场低电压穿越无功支撑仿真研究

首先分析风电场低电压穿越(low voltage ride-through,LVRT)能力,然后介绍以双馈感应发电机(doubly-fed induction generator,DFIG)为主体的风电场模型以及静止同步补偿器(static synchronous compensator,STATCOM)的控制策略。最后将STATCOM和静止无功补偿器(static var compensator,SVC)分别应用到含风电场的无穷大系统中,在电力系统仿真软件PSCAD上搭建模型,并对系统故障状态进行仿真,在此基础上分析STATCOM和SVC的无功补偿特性,并对补偿效果进行比较。仿真结果表明无功补偿装置可以在系统故障后提供无功支撑,提高了风电场的低电压穿越能力,并且STATCOM无功补偿性能较SVC更优。