分散式风电场DFIG与SVC协调无功控制策略

针对具有动态无功调节能力的双馈风力发电机组组成的分散式风电场,提出了一种并联无功补偿方案,综合利用风电场安装的SVC无功补偿装置及双馈机组的无功调节能力来实现无功优化。由风电场电压控制点的电压偏差推算出风电场的无功功率需求,根据此时双馈风机和SVC无功补偿装置实际无功发生能力,以网损最小为目标函数进行无功分配,通过此分配方法既可以发挥双馈风机无功调节能力又可以减小风电场能的损耗。仿真结果表明采用所提策略能够充分发挥分散式风电场的快速无功调节能力,有效抑制风速扰动、负荷变化、电网故障等因素引起的电压波动,维持接入地区电网的电压稳定性。     

SVC提高风机多点并网的暂态稳定性研究

大规模风电接入后将对电网的安全稳定运行带来挑战。预计到2015年,约有500 MW的风电接入湖北恩施电网。基于2015年湖北恩施电网及风电的规划数据,通过仿真计算研究了大规模风电并网对系统暂态稳定性的影响,分析比较了基于双馈风机的风电场在不同并网点、不同并网容量下接入对电力系统暂态稳定性的影响,并对仿真结果进行了理论分析。最后提出了通过加装动态无功补偿设备SVC改善风机并网系统暂态稳定性的措施,仿真结果验证了该措施的有效性。     

基于STATCOM的双馈风电场无功电压控制的研究

基于STATCOM和DFIG的数学模型研究与控制器建模,提出一种由两者共同参与的风电场无功电压控制方案.该方案利用STATCOM的电压控制模式,并充分考虑到双馈风机的无功调控能力,将双馈风机集群电压控制分为无功需求决策层和无功协调优化分配层.此外,针对风电场出口发生三相短路的紧急状况,提出一种故障时双馈风力发电机组的改进控制策略,该策略通过故障时将转子侧变流器由功率控制模式切换为电压控制模式,有功电流优先切换为无功电流优先,网侧变流器由单位功率因数运行切换为极限无功功率运行的方式提高风电场的低电压穿越能力.仿真表明,该方案不仅能实现正常运行时对风电场并网点电压指令的快速跟踪,风速、系统负荷和系统电压波动时快速稳定风电场并网点电压,而且当风电场出口发生短路故障时,能显著减小故障对双馈风机的不利影响,加速故障后电压恢复.     

基于DFIG可用无功裕度的风电场无功电压控制方法

本文提出一种新型双馈风电场无功电压控制方法,旨在满足风电场并网点电压要求的同时能够减少各机组机端电压的差异,以提高机组联网运行能力。该方法考虑了风电场的有功电压特性与双馈型风机的无功调控裕度,通过实时监测风电场升压站高压侧母线电压偏差能较准确地计算风电场无功需求;建立了以降低各机组机端电压差异为目标的无功控制模型,并利用遗传算法确定各机组无功输出分配方案。仿真算例验证了该方法能有效降低各机组机端电压差异,使并网点电压满足电网运行指标。     

考虑风电机组无功潜力的风电场无功电压控制策略

双馈异步风电机组可以提供无功功率参与电网无功调节,但是其无功功率范围具有不确定性,导致在制定风电场无功电压控制策略时存在困难。对此提出双馈风电场无功支撑范围评估方法,并基于评估结果优化风电场参与电网调压的无功控制策略。首先,基于双馈风电机组有功功率数据,估算出机组的无功功率极限,并分析了风电场的无功容量构成及计算方法。然后,通过两阶段评估方法评估风电场容量。第一阶段获得风电场最大无功支撑范围,第二阶段校验风电场在各种不确定条件下的无功调节能力。在此基础上,以减小风电场节点电压偏差、降低网络损耗和利用风电机组无功潜力为目标,构建多目标问题,并利用优化算法求解。最后,通过算例证明所提控制策略可以在充分利用风电机组无功潜力的前提下,减少风电场节点电压偏差和网络损耗。     

大规模双馈风电场次同步振荡的成因分析

为了探究大规模双馈风电场在无串补情况下发生次同步振荡现象的原因,文中在MATLAB/SIMLINK软件搭建了双馈风机无串补线路并网模型,结合时域仿真法研究了风机出力、RSC控制器参数、无功外环控制器参数和传输线路长度与次同步振荡的关系。结果表明:风速越大,并网台数越多,即风机出力越大,则更易发生次同步振荡。单独改变RSC内环电流控制器的Ki参数,不会产生系统振荡,然而调节Kp参数太大,系统更易发生次同步振荡。外环无功控制器比例系数Kp过大,控制器参数过于灵敏,会造成无功功率的超调,系统更易发生次同步振荡。传输线路的大小只影响电压波动的范围,不会造成系统发生次同步振荡。     

提升无功调节能力的双馈式风力发电机转速变模式控制策略

分散式风电机组接入引起的配电网无功潮流变化易导致配电网出现电压偏差,由于配电网自身无功电压调节能力较弱,及时恢复母线电压到正常水平成为分散式风电机组的重要调节任务。提出一种以暂时牺牲最大风能追踪为代价的双馈式风电机组转速变模式控制策略。首先,以最大限度提高机组无功出力极限作为控制目标,寻求分散式风电机组向电网输送的无功功率最大值与风速、发电机转速间的关系,得到能使机组无功出力达到最大的发电机转速指令值;然后,根据控制目标及其他限制条件确定风电机组内部的无功分配方案;最后,结合传统控制算法制定双馈风力发电机转速变模式控制策略。PSCAD的仿真结果验证了所提控制策略的有效性。     

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。     

风电场无功综合控制策略

针对大规模风电接入电力系统后的电网无功电压问题提出了在传统发电厂、变电站自动电压调控系统（AVC）控制的基础上,结合风电场无功控制特点的无功分级调控策略。该策略根据风电机组运行信息和系统无功电压水平将系统无功调控划分为3级：AVC为电压控制的第3级;风电场汇流接入的变电站作为电压控制的第2级;风电场则是无功控制的第1级。提出了系统通过风电场监控系统对风机控制和系统直接对风机控制的两种调控模式。     

基于DFIG与SVC的风电场无功电压协调控制策略

针对风电场的无功电压问题,构建了风电场模型,提出了一种综合考虑双馈风电机组（doubly-fed induction generator,DFIG）和静止无功补偿器（static var compensator,SVC）的无功电压协调控制策略。建立了综合考虑风电场公共接入点（point of common coupling,PCC）的电压偏移量和无功源的无功裕度的目标函数。基于混沌量子粒子群算法对风电场进行无功电压控制,通过协调DFIG和SVC的无功出力,使得风电场PCC的电压满足要求,同时提高其无功源的无功裕度。最后,以华北某风电场为例进行算例分析,验证了所提无功电压协调控制策略的可行性及有效性。     

双馈型风力发电机无功控制模型参数灵敏度分析

随着风电的不断发展,大规模风电并网后对电网造成的影响也日益明显。双馈风机可以对有功、无功进行解耦控制,具有独立、灵活的无功功率控制能力,因此分析双馈风机在电网发生故障期间的无功响应是研究风电并网后风力发电机对电网电压稳定影响的关键,对双馈风机无功控制部分模型的分析十分重要。为更准确地分析双馈机对电网电压稳定性的影响,对GE双馈型风力发电机模型进行了研究,在PSASP仿真平台上分析了模型中各个参数的灵敏度,提出了仿真的关键参数并解释了这些参数的物理意义。     

大型混合风电场无功协同控制策略研究

大型混合风电场中双馈异步发电机与永磁同步发电机无功调节能力不同,推导这两种风力发电机的无功电流极限方程以及无功电压灵敏度,提出一种基于无功电压灵敏度的大型混合风电场无功协同控制策略。以无功电流极限方程为限定条件,根据无功电压灵敏度的大小配置不同风机的无功功率,使不同风力发电机组能够协同地参与无功控制,提升大型风电场的无功调节能力。通过仿真对比单一机组传统控制方式与所提出的控制方式在电压跌落条件下的无功控制效果,验证了不同风力发电机组无功协同控制的优越性和可靠性。     

风电场两种SVC原理及应用

随着国家鼓励使用可再生能源和新能源的政策颁发,张家口地区风电容量越来远大,风电场也越建越多.比较了目前应用较多的两种静止无功补偿装置即TCR型SVC和MCR型SCV的工作原理和技术特点.     

基于DFIG的大型风电场分层无功分配控制策略

讨论了由变速恒频双馈感应风力发电机组成的风电场接入地区电网的电压稳定问题,提出了一种新的DFIG风电场电压无功分层控制策略.该策略由风电场电压控制点的电压偏差推得相应的无功功率需求,根据此时风电场各DFIC的实际无功发生能力并考虑到风电场内部集电系统拓扑结构将无功发生任务分配给每台DFIG.通过算例计算结果表明,所提出...     

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.     

风电场异步风力发电机端无功补偿方案研究

本文介绍了我国风力发电的现状和对风电场进行无功补偿的原因;给出了风电机组和无功补偿装置的模型;建立了并网风电场仿真系统的模型;设计了三套无功补偿方案,分别将PFC、SVC和STATCOM三种无功补偿装置加装在风电场异步风力发电机端进行补偿并对补偿效果进行了仿真分析.     

电网故障时风电场基于STATCOM的无功协调控制策略

为充分发挥双馈感应风力发电机组(DFIG)在电网故障时的无功功率调节能力,采用静止无功补偿器(STATCOM)进行补偿,建立风电场无功实时协调控制系统(CRRCS)。CRRCS可通过监测电网故障状态、撬棍保护(crowbar)动作状态、风电机组运行状态及公共连接点(PCC)电压水平等信息,实时协调处理风电场各机组、STATCOM及PCC的无功电压控制策略。同时进一步采用故障时刻的极限功率控制模式,以降低crowbar动作概率,保障机组的无功功率调节能力。仿真分析证明,该方法可有效保证电网故障时DFIG的无功调节能力,并控制补偿单元及风电场,为电网提供无功和电压支撑,协助实现风电场的故障穿越运行。     

双馈风电场AVC系统的研究

提出一种基于双馈异步发电机的风电场自动电压控制(AVC)系统的设计方案。首先给出风电场级AVC系统的概念、控制要求和技术指标。然后对AVC软件开发进行了探讨,将AVC核心软件分为无功决策模块和无功协调模块。为加快无功决策,采用计算模式与PI控制相结合的方案,由两次PI调节结果计算得到系统阻抗和系统电压,进而直接求出所需无功进入无功协调分配模块。无功协调模块采用双馈风机群参与无功电压调控的协调控制策略。仿真表明,该方案既可以迅速跟踪目标电压的变化,又能抑制风电场有功输出波动引起的母线电压变化,维持母线电压为目标值。     

采用双馈机组的风电场无功功率控制技术

通过对双馈异步发电机的无功功率极限和定子输出无功功率对电机损耗影响的详细分析,提出了双馈机组无功功率参考值的2种确定方法。在此基础上,采用发电机并联的方式,构建了精确的风电场模型,并给出了风电场的无功功率分配方案。最后对一台1.5 MW的商用双馈机组和由4台机组组成的6MW风电场进行了仿真分析。仿真结果验证了理论分析和所提策略的正确性和有效性。     

风电场无功综合优化控制策略探讨

针对大规模风电接入电力系统后的电网无功电压问题,提出了在传统发电厂、变电站自动电压调控系统（AVC）控制的基础上,结合风电场控制特点的无功综合优化调控策略．该策略根据风电机组运行信息和系统无功电压水平将系统无功调控区划分为3级：AVC为电压控制的第3级．风电场汇流接入的变电站做电压控制的第2级。风电场则是无功控制的第1级,并相应提出了系统通过风电场监控系统对风机控制和系统直接对风机控制2种调控模式．