考虑调压裕度的风电场无功电压控制策略北大核心CSCD

针对风电场并网带来的电压稳定问题,文章提出了考虑调压裕度的无功电压控制策略。采用分层控制技术,首先通过无功整定层计算风电场无功输出参考值;其次在无功分配层考虑无功补偿装置与风电机组自身的调压裕度,选择相应的无功补偿方法,优先选用风电场配置的无功补偿装置进行无功调节。若补偿装置无法满足电压稳定要求,则根据各风电机组的运行状态,将无功补偿值按照无功容量比例算法进行分配,风电机组的网侧变流器采用自适应下垂控制以实现最大无功容量补偿。若无功缺额依然存在,需要对风电机组进行减载控制以实现对电网电压的无功支撑;最后,通过PSCAD/EMTDC仿真平台对所提策略的有效性进行了验证。     

基于风电机组聚类的风电场有功分层分配策略

针对风电场传统有功功率平均分配策略造成风电机组运行损伤差异性大、机组调整和启停次数多等问题,提出基于风电机组聚类的降功率分层分配策略。考虑实际风电机组调控能力,设计基于鲸鱼优化算法（WOA）的改进极限学习机（ELM）风电机组功率预测模型。构建实际风速、实际发电功率和预测功率的三维特征矩阵,提出基于模拟退火遗传算法（SAGA）的改进模糊C均值（FCM）聚类模型。以预测功率平均值和标准差、最大降功率值确定机群和机组调度优先级序列,构造“机群-机组”的两层分配策略,减少调整机组和停机机组的数量、提升风电机组损伤均衡性。结合某风电场实际工况,设计限功率模式不停机与停机的分配策略验证方案,对比分析3种不同策略的分配效果,算例结果验证了提出的分配策略的有效性。     

双馈电机风电场等裕度无功分配策略

双馈式异步发电机可实现P-Q解耦控制,能够为电网提供无功支持,但其输出功率受变流器容量限制。为充分发挥双馈机无功调节能力,提出等裕度无功分配策略:根据各台风机无功极限的大小,以各机组具有相同的无功裕度作为无功分配的标准。该策略能够使风电厂在满足电网功率因数要求的同时,有效防止有功出力较大的双馈机由于变流器电流越限而发生跳机的现象,提高风电场运行可靠性。采用PSCAD/EMTDC软件进行仿真研究,通过与等功率因数无功分配策略进行比较,验证了等裕度无功分配策略的有效性。     

基于超短期风电功率预测的风电场自动发电控制

从风电场的实际情况出发,针对现有电力系统实时调度模式下大规模风电场并网调度难题,提出基于超短期风电功率预测的风电场自动发电控制(AGC)方法。引入等耗量微增率理论,建立了含风电场的电力系统发电出力分配的优化模型,使风电场作为等效的自动发电控制机组融入现有电力系统调度控制框架,增强整个电力系统的运行控制能力。算例结果验证了所提方法的可行性。     

含柔性直流输电的海上风电场群无功控制策略

大规模海上风电场集群并网将对电力系统静态电压稳定产生影响。文章通过研究电网侧发生电压跌落或者上升,提出含柔性直流输电海上风电场集群的协同无功控制策略。该策略以电网故障节点电压快速恢复为目标,考虑了柔性直流输电方式的特点,充分利用交流海底电缆的输电特性,采用就地控制和远方控制相结合的无功控制策略。该策略首先确定含交直流柔性输电系统中的无功控制节点,并计算各节点相对电压跌落或上升节点的电压/无功灵敏度,然后基于无功补偿装置的运行状态、系统潮流分布,求解各节点控制的最大容量,最后利用遗传算法确定各控制节点的无功控制量。以改进IEEE 39节点系统为算例进行了仿真分析,结果表明,该策略提高了海上风电场集群对电网电压的支撑作用。     

基于风电机组无功响应速度的风电场闪变研究

针对风电机组无功响应速度对风电场并网点电压闪变的影响,从风力发电机组特性出发,基于DIg SILENT建立了含风电机组的电网仿真模型,研究风速波动时风机无功响应速度对风电场并网点电压波动与闪变的影响。算例结果表明:风电机组无功响应速度对并网点电压闪变的影响程度与系统短路容量密切相关,加快风电机组无功响应速度能有效抑制风电场并网点的电压闪变。     

计及无功资源调配成本的风电场优化技术

文章提出了一种计及无功资源调配成本的风电场无功优化方法,实现了风电场在不同运行工况下的无功优化配置。该方法以风电场无功调配成本和网损组成的综合成本最小为目标函数,考虑风电功率波动对系统电压的影响,建立基于机会约束规划的风电场无功优化模型,采用改进内点法进行求解。所提方法通过设置无功成本系数,使风电场能够按实际运行需求调用静止无功发生器、储能设备和风机的无功,并优化风电场网损。通过在电压约束条件中预留电压安全裕度防止系统电压发生越限。在某实际风电场中验证了所提方法的可行性和优越性。     

基于电压调差率的风电场并列运行静止无功补偿装置协调控制

目前风电场并列运行无功补偿装置间的出力分配依赖于电压协调控制系统,在协调控制器通讯故障时整个风电场的电压稳定大幅降低。借鉴机组励磁系统电压调差的整定原则,将设定的调差系数引入到风电场静止无功补偿装置控制环节,从而实现多套装置间的配合协同来提高电压稳定性。通过仿真分析和现场试验均验证了调差的整定对协调控制能力的效果显著,可以实现装置的稳定运行和快速调节。该技术不但解决了风电场多套无功装置的协调配合,也大幅减少了风电场设备投资,提高了经济效益。     

基于自适应模型预测算法的光伏并网逆变器无功电压控制策略研究

分布式光伏电源接入电网会引起并网点电压升高,传统无功电压控制方法控制精度低、响应时间长.文章将模型预测控制算法引入到无功电压控制算法中,并加入参数自适应环节,形成自适应模型预测算法.该算法可以很好地适应光伏逆变器,详细阐述了基于自适应模型预测算法的无功电压控制策略实现过程,并给出主要参数的计算方法.通过仿真和实验,验证...     

基于模型预测控制的配电网无功优化控制策略

摘要： 为了解决配电网中普遍存在的变压器过负荷以及用户电压偏低的问题,提出了一种基于模型预测控制（model predictive control,MPC）的配网无功优化控制策略。在分析配电网潮流特点的基础上,充分利用配变的过负荷能力来传输更多的有功,而无功则在低压电网中进行优化补偿。基于模型预测控制理论,采用季节时间序列的方法动态预测未来一天内的负荷大小,并考虑配变最大可用传输无功和无功补偿装置最大投切次数的约束,在通用数学模型系统（general algebraic modeling system,GAMS）上建立了以网损最小为目标函数的无功优化数学模型,依次给出无功补偿装置的动作情况。在IEEE14节点配网系统上的试验结果,验证了所提出的无功优化控制策略的有效性。     

京津唐电网第一个百万千瓦风电基地并网运行分析

京津唐电网第1个百万千瓦风电基地总容量为1 300MW,由12个风电场组成.并网线路总长度为605km,到并网点的最长送电距离达189 km,计划于2010年前后全部并网运行.根据电网实际运行参数,针对风电场并网后电网的稳态运行和故障情况进行全面的仿真计算分析.对并网线路产生的充电功率、容性及感性无功补偿装置的配置、风电机组有功出力变化引起并网线路潮流波动、系统故障对风电机组的影响及电压的控制措施、风机提供的短路电流等分别进行了研究,提出满足电网安全运行的具体建议.     

风电并网对接入地区电压的影响

随着风电装机规模的不断扩大,大规模风电场接入地区电网后,对当地电网的电压造成影响,研究风电接入地区电网电压问题显得十分重要。以新疆哈密地区风电接入当地电网为例,统计了并网地区典型运行方式下的母线电压水平。建立风电场机组仿真模型,考虑尾流效应影响下的风速,通过实时数据进行潮流计算,分析与风电场有关的关键节点电压问题。针对当地电网的运行方式,提出了改善并网地区电压质量的措施,对投切电抗器和SVC 2种无功补偿方案进行计算并仿真了方案的可行性。在国内风机脱网的背景下,分析了投切电抗器可能对同一并网点的风电场群产生影响。     

电网故障条件下风储联合系统无功自适应控制

针对电网三相对称故障条件下风电场电压不稳定的问题,文章提出了一种基于神经元的风储联合系统无功功率自适应控制策略,该策略以风储联合系统公共耦合点(Point of Common Coupling,PCC)的电压和电流为控制器的输入,采用Hebb学习算法作为自适应律,以获得准确的无功补偿。通过动态调整控制器的参数,使储能系统协调风电达到自适应输出无功功率的效果,提高系统在电网故障下的电压稳定性和风电故障穿越能力。最后,利用Matlab/Simulink仿真验证了该控制策略的有效性和正确性,与常规PI控制策略相比,文章所提出的控制策略可使风储系统迅速提供无功功率,PCC点的电压得到明显上升。     

风电接入对地区电网暂态电压稳定性的影响

随着风电迅速发展,风电场规模和单机容量越来越大,风电对接入的电网的影响不容忽视。而风资源丰富的地区大多电网不够强壮,加之风电自身故有的无功特性(吸收或者不发无功),风电接入对电网电压稳定性的影响显得尤为突出。对基于普通异步发电机的恒速风电机组构成的风电场与基于双馈感应发电机的变速恒频风电机组构成的风电场接入电网后的暂态电压稳定性,通过电力系统仿真软件DigSILENT并结合实际电网进行分析,给出风电场不同出力情况下的故障极限切除时间。关于静止无功补偿装置(SVC)和静止同步补偿器(STATCOM)对异步机风电场暂态电压稳定性的改善也进行了研究。     

考虑模糊多目标优化的风电场无功电压分区控制

为提升双馈风电场的无功功率补偿和电压稳定能力,提出了一种考虑模糊多目标优化的风电场无功电压分区控制方法.基于有功功率数据对风电场进行分区降维,并计算获得了各分区的无功优化限值;定义了分区无功裕度指标用以描述风电场电压运行的安全裕度,综合考虑运行安全性和稳定性,建立了风电场无功电压的模糊多目标优化模型;提出了一种可大范围全局快速寻优的自适应遗传禁忌算法,通过重新定义交叉与变异概率提升了寻优的全局时效性,通过引入禁忌算法改善了寻优准确性.最后,以某双馈风电场为例进行了仿真验证.结果表明:所提方法能够为风电场预留充足的无功裕度,显著降低系统内部的电压波动.     

分散式风电多点接入协调优化控制策略

针对分散式风电机组并网导致的配电网网损增加、电压稳定性降低等问题,文章提出一种分散式风电并网多点协调双层控制策略。首先,分析了分散式风电多点接入特性,研究分散式风电多点接入后的网损、电压分布和功率因数的关系,并提出最小网损和电压偏差为目标的双层优化控制策略。最后,基于IEEE-33节点进行仿真计算,结果表明,所提多点协调控制策略能够有效降低配电网网损和提升母线电压水平,增加系统的稳定性。与超前功率因数相比,滞后的功率因数能够增大风能消纳能力,提高供电可靠性,减少电压偏移水平。     

考虑风资源影响的风电场电压波动和闪变评估

风电并网后引起的电压波动和闪变水平可能超出国家有关标准,造成严重的电能质量问题,因此,在风电并网之前需对这两者进行评估。采用了一种新的评估方法。区别于国际电工标准(IEC61400-21)中电压波动与闪变的评估,此方法考虑了风电场的风资源情况对这2个指标的影响。对风电场在不同出力下由阵风引起系统的电压波动进行计算,并用IEC闪变仪计算短时间闪变值Pst。用所提方法和IEC标准对我国某一新建的风电场进行评估。结果表明,所提方法不仅能有效地进行电压波动与闪变评估,而且能更好地考虑风速变化对风电场带来的潜在影响。     

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。