风电并网电力系统无功补偿动态性能研究

分析风电场并网运行存在的不稳定性因素,为满足国家电网公司对风电场并网提出的技术要求,需增设无功补偿装置提高其运行的稳定性。本文先建立目前主流的无功补偿装置的模型,以典型风力发电场为研究对象,以Matlab/Simulink为平台,实现风电场的电气输电系统、各种风速的建模。结合风电并网系统案例,在假定电网故障的情况下,分别对加入静止无功补偿器(SVC)和静止无功发生器(SVG)的风电场进行仿真。得到的结果可以证明两者在风电场无功补偿方面的积极作用,并对两者的性能优劣进行对比。     

混合无功补偿系统在风电场电网中的应用研究

根据风电场动态无功补偿装置在运行中存在的问题和风电场运行的特点,提出了一种混合无功补偿系统.对混合无功补偿系统的不同搭配方案和各种组合的优缺点进行了比较,并对采用同一控制器的磁控电抗器(MCR)和静止无功发生器(SVG)型混合无功补偿系统的系统组成和控制策略进行了分析.最后,对MCR和SVG型混合无功补偿系统在风电场电网故障时为风电场提供无功支撑的能力进行了仿真.仿真结果表明混合无功补偿系统能够为风电场提供更为合理的无功支撑,既具有较好的经济性,又能满足风电场不同运行工况对无功补偿的要求.     

无功补偿装置在风电场中应用的分析与比较

分析风电场并网运行存在的吸收无功及电压稳定问题的产生机理,使用无功补偿装置固定电容器和STATCOM运用到风电场以提高其运行的稳定性.以恒速恒频异步风力发电机为研究对象,Matlab/Simulink为研究平台,实现风电场的包括风速、风力机、传动机、恒速恒频电机及补偿装置的建模.在风速扰动和电网故障的情况下,分别对加入固定电容器和STATCOM的风电场进行仿真,得到的结果可以证明两者在风电场无功补偿方面的积极作用,并对两者的性能优劣进行对比.     

风速快速波动下双馈风电场无功电压协调控制策略

大规模风电经远距离高压交流输电线路送出系统,当风速快速波动时,风电场并网点电压可能因无功补偿不足大幅变化.针对该问题,研究通过双馈风电机组(doubly fed induction generator,DFIG)和静止无功补偿器(static var compensator,SVC)的协调配合来改善风电场无功补偿特性的...     

静止无功补偿器在并网风电场电压控制中的应用仿真分析

介绍了双馈风机的基本原理和静止无功补偿器的控制方法,将静止无功补偿器应用于采用双馈感应发电机的风电场调压。仿真结果表明,在各种典型风速下,静止无功补偿器都能起到很好的调压作用。     

异步风力发电机端无功补偿方案的仿真研究

介绍了风电的发展现状和风电场内无功补偿的原因,建立了包括风速模型和异步发电机模型在内的风电机组模型、无功补偿装置模型和并网风电场的仿真模型,并分别采用并联电容器组、静止无功补偿器和静止同步补偿器三种无功补偿装置在风力发电机端进行无功补偿并对补偿结果进行了仿真分析。     

BESS-STATCOM提高风火打捆直流并网稳定性

为有效提高风电并网运行能力,提出在受端配置蓄电池型静止无功补偿器(BESS-STATCOM)的风火打捆经直流输电并网拓扑结构。设计以维持受端母线电压稳定为首要目的的控制策略。送端发生风速频繁波动扰动时,通过火电厂可以消弱风速波动带来的不利影响,保证输入至受端电网的电压稳定。受端电网负荷突变/三相短路时,蓄电池型静止无功补偿器能保证电网受到干扰后快速恢复,在向系统补偿无功功率的同时提供一定有功支撑,克服负荷突变带给系统的不利影响。仿真结果表明所提控制方案的有效性,蓄电池型静止无功补偿器能够使得风电场"穿越"故障,运行状况基本不受电网受端故障影响。     

基于多汇集风电场SVC无功补偿的研究

随着风电场大量接入电网,常见的接入电网方式有两种:各个风电场直接接入电网、各个风电场汇集在风电场群汇集站再并入电网。由于多数风电场均位于电网末端,远离负荷中心,周围缺少火电和水电等其他电源的支撑和调节,可能会对地区电网线路传输功率及电压稳定性产生较大的影响。目前,常见的解决方法有3种:在风电场群汇集站处加装静止无功补偿器进行无功补偿、在各个风电场加装静止无功补偿器进行无功补偿、在各个风电场和风电场群汇集站均加装静止无功补偿器进行无功补偿。为了使无功补偿装置安装合理化以及无功补偿最优化,并基于这3种补偿方法,研究了在风电场接入容量不同以及地理距离不同的情况下,静止无功补偿器(SVC)的安装位置以及补偿容量的问题,并通过PSASP仿真程序验证了最优补偿的合理性,提高了系统电压的稳定性以及风电送出能力,为风电场建设提出借鉴和理论参考依据。     

区间不确定集鲁棒优化的含风电系统无功电压控制

针对风力发电需要吸收电网大量无功而影响系统无功分布和电压水平的问题,研究在满足系统运行约束的条件下,考虑接入风电场节点无功功率与风电场出口无功、风电场补偿容量关系,以网损最小、提高系统节点电压水平为目标函数。首次引入鲁棒优化方法,视风速为随机变量,以区间不确定集表示风速的不确定性,运用对偶定理将模型转化为确定性的线性规划问题并进行求解,建立了含风电场的电力系统电压无功控制模型,并求得全局最优解。以风电场接入IEEE30节点系统进行仿真计算,并对风速波动下的情况进行比较分析,随机的风速被有效量化,网损减少,电压水平提高,验证了该方法的有效性及其工程实用性。     

用于风电场无功补偿的STATCOM分数阶控制器设计EI北大核心CSCD

针对静止同步补偿器STATCOM的双闭环控制系统设计了分数阶PI^2控制方案,以加快系统响应性能和提高系统鲁棒性。采用遗传算法对分数阶PI。控制器参数进行优化整定,解决了分数阶PI^2控制器参数整定困难的问题,将该种控制方案应用于基于STATCOM的风电场无功补偿电压控制中,以改善风电场电压稳定性。仿真结果表明,STATCOM能够有效地为系统提供无功支撑,抑制由于风速的随机性和波动性导致的风电场电压波动,提高了风电场的安全稳定运行能力,STATCOM控制系统控制性能得到有效提高。     

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。     

并网型风电场动态无功补偿方案的仿真

目前对于并网型风电场内无功不足进行无功补偿普遍采用的方式是在异步风力发电机端并联电容器组.随着电力电子技术的迅猛发展,该补偿方式已经显现出明显弊端,将动态无功补偿装置应用到风电场中已经成为一种必然趋势.给出了风电机组模型、动态无功补偿装置模型;建立了并网风电场的仿真模型;将SVC和STATCOM这两种动态无功补偿装置分别应用到风电场中并进行了仿真对比.     

SVC与STATCOM建模及风电场仿真应用研究

分析、总结了SVC、STATCOM的结构、原理和控制方式,利用PSCAD分别搭建了SVC和STATCOM的模型,并结合异步风电机组系统应用,针对风速波动和接地故障时的无功补偿性能进行仿真和验证.结果表明,STATCOM在无功补偿性能上要优于SVC,但控制方式更加复杂,成本也更高.在实际工程中,根据工程预算和实际系统状况来综合比较,确定合理的补偿方案.     

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.     

含STATCOM的双馈电机风电场无功电压协调控制策略

为增强风电场并网点电压稳定性,提出了变速恒频双馈风电场与动态无功补偿装置STATCOM间的无功电压协调控制策略。电网故障导致风电并网点不同深度的电压跌落时,根据双馈风机Crowbar保护投切状态,对DFIG风电机组转子侧及网侧变流器与STATCOM进行无功功率分配,协调控制促进风电场LVRT期间风电并网点电压的快速恢复。最后,在DIg SILENT/Power Factory仿真软件中建立了风电场和STATCOM控制模型,通过仿真验证该控制策略的有效性。     

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。     

用于风电场无功补偿的STATCOM动态特性分析

建立了包含风力机和异步感应发电机在内的风电机组的整体动态数学模型;以建立的数学模型为基础确立了接入无穷大系统的风电场仿真模型。给出了一种新型的基于直流侧电容电压控制和系统无功电流反馈控制的算法对静止无功补偿器(STATCOM)实行控制,以渐变、随机和阵风这3种风速情况为例对STATCOM的补偿特性进行了仿真分析,并将其补偿效果与晶闸管投切电容器(TSC)进行了比较。仿真结果表明,与TSC相比,STATCOM在补偿过程中能迅速稳定地跟踪无功的变化,并且补偿时无明显的冲击电压和电流。     

应用于风电场的STATCOM的仿真研究

在Matlab中的动态仿真工具Simulink建立了与无穷大系统相连的2机风电场模型。对该系统在三相短路故障时进行了仿真并分析了STATCOM的补偿特性。仿真结果表明：与SVC相比,STATCOM能更好的提高风电场的暂态稳定性,保持风电场连续运行。     

静止同步补偿器增强风电场的低电压穿越能力的应用分析

提出利用静止同步补偿器(static synchronous compensator,STATCOM)快速补偿无功功率以增强双馈式风电机组和直驱式风电机组的低电压穿越能力.首先阐述了风电机组的动态模型,然后给出了STATCOM控制模型,最后将STATCOM装置应用到合风电场的电力系统中,比较加装STATCOM前后母线56和母线12的电压以及风电机组输出功率的变化情况.仿真结果表明,STATCOM能有效地帮助风电机组在电网发生故障后恢复机端电压和故障点电压,并防止风电机组输出功率振荡,使风电场在故障发生后能保持连续运行,增强了风电机组的低电压穿越能力.