大型风电场对电力系统暂态稳定性的影响

对大型风电场接入后的电力系统暂态稳定性进行了研究。从理论上分析了基于双馈感应电机的风电机组的暂态稳定机理；基于双馈风电机组的动态数学模型，通过仿真计算研究了大型风电场并网对电力系统暂态稳定性的影响，分析比较了在同一接入点接入双馈风电机组与接入同步发电机组对电力系统稳定性的影响，仿真计算进一步验证了理论分析的结果；最后得出结论：基于双馈风电机组的风电场对电力系统暂态稳定性的影响要好于在同一接入点接入相同容量的同步发电机组。     

大容量风电场对新疆电网暂态稳定影响灵敏度分析

现阶段新疆电网结构较为薄弱,风电比例又比较大,风电对新疆电网稳定的影响日益增大。应用电力系统综合程序分析研究达坂城风电一场和二场以不同方案接入对新疆电网稳定性的影响,分析比较了网内大机组切机、联络线三相短路故障情况下全网机组功角、电压、频率变化,风电场出力变化,联络线功率变化,以及故障极限切除时间和暂态稳定的裕度。研究表明,达坂城风电场目前的接入方案不会对电网稳定运行产生实质性影响,而且如果将达坂城风电场改接达坂城变电站将更加有利于电网的稳定运行。     

SVC对风电机组暂态特性的影响

在电力系统仿真软件PSASP 6.8中建立了基于静止无功补偿器(SVC)补偿型发电机组的模型,仿真计算1个由6台风电机组构成的风电系统中异步风电机组的暂态特性。分析了风电场升压变压器低压侧10 kV母线在第5 s出现三相短路故障且在5.12s故障切除时,SVC对系统暂态电压的影响。结果表明,SVC补偿型机组具有快速调节无功功率的能力,SVC装置对机端电压都有一定的支撑能力,风电场升压变压器低压侧装SVC,可以减轻风电机组并网过程中对系统的冲击,电压从并网到稳定所经历的时间较不加装SVC短,实现了恒速风力发电机组的柔性并网。     

基于暂态电压稳定指标的动态无功优化配置方法

以往的动态无功配置方法大多以确保静态电压稳定为目标,而快速可控的动态无功补偿装置更适用于抑制电网的暂态电压失稳。文中首先分析并指出故障后的极限切除时间是系统暂态电压稳定性的一个衡量指标,安装动态无功补偿可以延长故障的极限切除时间。根据这种特点提出了一种基于极限切除时间指标的动态无功优化配置算法,比较各种配置方案对电网故障后极限切除时间的改变量以得到最优方案。通过IEEE 39母线系统的算例说明了该方法的有效性。     

感应电动机暂态电压失稳的定量分析

用时域仿真重现了感应电动机负荷引起的暂态电压失稳现象，进一步改进了感应电动 机暂态电压稳定的判据，以便尽早地中止仿真过程；还提出了暂态电压稳定裕度的概念和定 义，直接求取与暂态电压稳定相应的故障临界切除时间，以及与给定故障切除时间相应的极 限动态负荷。算法的有效性和强壮性在华中系统、浙江系统和新英格兰系统中得到了验证。     

基于分层原则的风电场无功控制策略

针对由具有动态无功调节能力的变速恒频风电机组（包括变速恒频双馈异步风电机组和直驱永磁同步风电机组）组成的风电场,提出了一种新的电压无功分层控制策略。该策略由风电场局部区域某节点电压与参考值的偏差得到整个风电场的无功功率需求,并按等功率因数算法分配给各台风电机组,作为其无功功率控制目标参考值。参考值的实时整定过程考虑了风电场无功功率输出约束和功率因数约束。算例表明,所提出的策略既可抑制由周边负荷变化引起的控制点母线电压波动,又可抵御由局部电网故障造成的控制点电压跌落,具有维持风电场接入局部区域电网电压稳定的作用。     

基于DIgSILENT的风电场并网无功补偿策略研究

由于单独的风电机组直接接入电网会导致电网电压稳定性降低,国内风电场一般会在并网点低压侧加装动态无功补偿装置来控制并网点处的电压水平。基于DIgSILENT软件分别建立鼠笼式和双馈式风电场并网模型以及静止同步补偿器模型,通过在并网点低压侧和高压侧分别配置静止同步补偿器后进行电网故障仿真,并与风电场不配置无功补偿装置时的仿真结果进行对比分析,结果表明:风电场在配置静止同步补偿器后,电网电压稳定性大幅提升;在并网点高压侧配置较低压侧在电网发生故障时并网点处电压波动范围更小,恢复至正常水平所需时间更短。     

电网故障时永磁直驱风电机组的低电压穿越控制策略

为提高永磁直驱风电机组所并电网的运行稳定性,研究电网故障下永磁直驱风电机组的运行特性以及提高其低电压穿越运行能力,文中提出一种适用于采用双脉宽调制变换器并网的永磁直驱风电机组的低电压穿越运行控制方案。通过在电网故障时限制发电机的电磁功率来限制输入至直流侧电容和电网侧变换器的功率,通过在电网故障时采用考虑发电机功率信息的网侧变换器电流闭环控制来实现直流链电压稳定控制,从而有效实现发电系统的低电压穿越运行。系统仿真结果表明,所提出的控制方案无需增加硬件保护装置,在电网对称及非对称故障下均可有效实现永磁直驱风电机组的低电压穿越运行。     

暂态电压稳定性及电压跌落可接受性

阐述了暂态电压稳定、暂态电压跌落可接受和暂态功角稳定三者之间的关系，把电力系统同时保持暂态电压稳定和暂态电压跌落可接受称之为暂态电压安全，把电力系统同时保持暂态功角稳定和暂态电压安全称之为暂态安全。提出在同一次仿真过程中定量评估暂态电压稳定性和暂态电压跌落可接受性，把最临界的极限值作为系统的暂态电压安全极限。通过两个实际系统的近5万个算例验证了上述观点的有效性和可靠性。     

基于稳定域边界理论的暂态稳定指标及其应用

基于故障后电力系统稳定域边界的隐式方程，提出了隐式的暂态稳定指标，并利用稳定域的二次近似方法给出了该暂态稳定指标的一个近似估计。进一步，将所得的暂态稳定指标应用于临界切除时间计算和故障排序，其中临界切除时间由求解暂态稳定指标和切除时间的拟合二次方程得出，故障的严重程度排序由比较该暂态稳定指标直接得出。最后，在IEEE 3机9节点和新英格兰10机39节点系统中进行的仿真结果验证了所提出的暂态稳定指标的准确性。