基于SVG的风电场接入局域电网的电压稳定性分析

研究了用静止无功发生器(SVG)改善基于双馈感应发电机组的风电场的暂态电压稳定性。在DIgSILENT/PowerFactory中建立了双馈感应发电机组及SVG控制模型,通过包含风电场的电力系统仿真,验证了SVG对风电场暂态电压稳定性的作用。仿真结果表明,SVG能够有效地帮助风电场在电网发生故障后迅速恢复电压,提高风电场的故障穿越能力,确保风电机组连续运行及电网安全稳定。     

计及电压质量的风电场无功主动控制策略研究

随着风力发电的快速发展,电网中风电场并网的数量及规模越来越大,但风电场功率的波动特性会给电网的电压质量及无功控制造成很大的不利影响。为保证风电并网后的电压质量在合格范围内,在对风电机组有功出力特性及无功调节特性分析的基础上,提出了一种新的风电场无功主动分层控制策略。第一层根据负荷预测和风电功率预测获得下一时段的无功功率调整量,第二层则将风电场群需要承担的无功调整量分摊给各个风电机组,通过风电场无功控制实例的仿真对比分析对该无功控制策略的优越性进行了验证。     

不同容量风电场对连接处的电网影响及其性能分析

风电场可以同输变电线路相连接,由于风力发电的随机性,风电很有可能给连接处的电网带来谐波污染、电压波动及闪变问题;也会给发电和运行调度计划的制定带来很多困难.对接有风电场的电力系统,重新评估系统的发电可靠性,分析风电容量可信度;研究新的无功调度及电压控制策略以保证风电场和整个系统的电压水平和无功甲衡,及对孤立系统的稳定性影响等对于系统的工程师来说非常重要.本文分析了各种不同容量的风电场对电网的影响并给出模型以及相关结果.     

双馈风电机组低电压穿越能力的应用研究

近几年来,风电机组容量快速增长,为了维持电力系统的安全稳定运行和保证风电场并网安全,对风电场提出低电压穿越的要求是必要的。低电压穿越要求是电力系统功率平衡与频率稳定的需要,也是局部电网电压稳定及电压恢复的需要。为最大限度减少大规模风电接入系统对电网的影响,对风电机组提出了更高的要求,即风电机组具有一定的低电压穿越能力。介绍了变速恒频双馈风电机组的基本结构,建立了双馈风电机组动态数学模型。以Matlab/Simulink为仿真应用平台搭建了系统仿真模型,结合风电场低电压穿越能力要求的相关标准规定,针对不同电网电压跌落的情况下,仿真应用研究了变速恒频风电机组的低电压穿越能力,仿真结果表明:双馈风电机组在电网电压跌落时满足继续并网运行的条件,且为电网电压恢复提供了无功功率,提供的无功功率大小与电网电压跌落程度有关。     

基于TSC的异步风力发电机风电场的无功功率补偿

为解决风电场并网运行存在的电压质量问题,提出了在风电场并网点进行电容器的分组投切控制方法。本文对风电场安装快速投切电容器组的容量及投切规则进行了研究。提出了计及风速变化对风电场输出有功和无功功率影响的电容器总容量计算方法及控制规则。应用PSCAD/EMTDC软件对某风电场进行了无功补偿优化仿真,结果表明：无功补偿的总容量和分组容量计算准确,可使风电场母线电压保持在允许范围内运行,并且电容器动作次数较少,保证了风电场并网运行时的电压质量。     

SVG的电压定向控制算法仿真

针对电流控制方法在静止无功发生器SVG无功补偿上的缺陷,提出了一种先进的电压定向控制算法（VOC）. 首先介绍了VOC的基本原理,然后详细论述了电压定向控制的拓扑结构及无功电流与有功电流解藕过程,最后在MATLAB/Simulink的环境下进行了系统建模和仿真. 仿真结果表明,运行基于电压定向控制方法的SVG装置,系统将得到良好的动态特性,功率因数大大提高,弥补了传统电流控制的缺点,对于SVG的无功补偿效果提高具有重要的现实意义.     

双馈风力发电场惯性与阻尼控制技术

变速恒频风力发电机组若具备常规发电机组对系统功率稳定性的支持作用,有利于提高风电渗透率较高的区域电网的稳定性。首先,本文在分析双馈风电机组运行特性和控制策略的基础上,研究了双馈机组的虚拟转动惯量与转速调节及电网频率变化的关系,提出了双馈风电机组的惯性控制策略。其次,基于改善双馈风电机组的惯性响应降低系统阻尼的不利影响,分析了双馈风电机组通过无功调节增加系统阻尼的原理,并进一步提出了风电机组基于无功附加控制的阻尼控制策略。最后,通过对含30%风电装机容量的三机系统的仿真分析,验证了系统发生扰动后在所提控制策略的协调控制下,不仅能够利用双馈风电机组的虚拟惯量使风电场具备对系统频率快速的响应能力,并可使系统功率振荡迅速衰减,从而提高了基于双馈风电机组的大规模风电场接入电网后的电力系统暂态稳定性。     

风电并网运行接入点电压跌落分析及抑制措施的研究

风电并网运行所引起的电压跌落问题，随风电比重的增大而日益突出。通过对风电场并网运行所产生的接入点电压跌落的原理进行了分析，建立MATLAB／SIMUuNK模型仿真，验证了使用静止无功补偿器（SVC）能显著地减小电压偏差、抑制电压跌落，有效地改善风电并网运行时的电能质量。     

静止无功发生器在风电场电网中的应用研究

分析并比较了晶闸管控制电抗器型无功补偿装置和静止无功发生器的动态响应时间和谐波特性,得出静止无功发生器动态响应速度更快、谐波含量更低的结论;对静止无功发生器在风电场电网正常运行和发生三相接地短路故障时的应用情况进行了仿真研究,结果表明,静止无功发生器可在风电场电网正常运行时降低输电线路损耗、抑制并网点电压的波动和闪变,在电网发生短路故障时增强风机低电压穿越能力;在某风电场通过断开静止无功发生器端子排上330kV母线PT空气开关来模拟电网三相接地短路故障,测试结果证明,静止无功发生器能够在较短的时间内达到最大容性无功输出,提高了电网运行的稳定性。     

风电—抽水蓄能机组联合调度研究

基于风电场并网系统的调度运行情况,考虑提高风电场输出的电能质量和系统经济效益,建立了风电和抽水蓄能机组联合运行系统的高斯模型、经济效益模型,提出了一种基于模拟植物生长的多目标进化优化算法的风电-抽水蓄能机组联合优化调度方案。仿真结果表明,该方案与单目标优化方案相比,能够提高和改善风电场输出的电能质量和输出功率的平滑度,提高系统的经济效益和运行稳定性。     

风电机组无功功率控制和频率调节建模与仿真研究

风电机组并入电网时,难免会导致电网运行的一些故障,其中的两种可能故障情形就是无功功率控制和频率调节。本文根据《大型风电场并网设计技术规范》中关于风电机组无功功率控制和频率调节的规定,利用Matlab/simulink来模拟风电机组并网时可能遇到的故障电压,分别模拟了风电机组满足功率因数在一定范围内动态可调和频率发生变化时的情形。仿真结果表明本文所设计的仿真系统能达到系统要求。     

电网工程无功补偿配置原则及问题分析

针对电网无功配置不足或过剩将会造成电网电压波动、电网调度运行管控困难、设备利用率低、电网投资浪费、不利于电力系统安全稳定运行等问题。本文从电网工程可行性研究报告的评审角度出发,提出了电网无功补偿装置配置原则,明确了接入电网的基本要求和功率因数的补偿要求,同时在电网工程可行性研究阶段变电站无功补偿配置的设计思路和方法基础上,结合电力系统中无功负荷（损耗）、无功电源等计算过程,对电网工程无功配置设计中普遍存在无功负荷统计值偏大、忽略无功电源提供的无功功率和忽视电容器组投切电压波动及谐波校验等问题进行分析和总结,提出变电站无功补偿选型设计和评审过程中关注的要点,以达到在确保电网安全可靠运行的基础上,经济合理配置无功补偿设备,提高电力系统经济运行水平,节省电网工程建设投资的目的。     

基于ETAP的海上风电场接入对电能质量的评估分析

由于海上风资源的多变性,以及风力发电机中存在较多的电力电子元器件,海上风电场并网后会产生电能质量问题。本文选取某海上风电场作为研究对象,基于风电场实际运行数据,参考国标规定,对该风电场的电能质量（电压偏差、电压闪变、电压波动、谐波）进行求解。基于风机的无功特性,本文对某海上风电场接入电网公用变电站的无功补偿容量进行研究。在电能质量计算与分析方面,参考相关规程规定,完成电压偏差、电压闪变、电压波动部分指标的限值与实际值计算,并进行对比;通过ETAP软件中的谐波分析模块,进行谐波模拟仿真,得到谐波指标的实际值,并与理论计算的限值对比。当谐波电流超出国家标准的时候,通过在母线接入单调谐滤波器的方法,进行谐波治理,达到电能质量相关要求。     

直驱式风电机组并网动态性能研究

提出发电机侧整流器采用直接电流控制方式,用以稳定直流侧电压、使发电机侧高功率因数运行,减小发电机损耗;电网侧逆变器对有功、无功功率解耦控制,使风机运行在最大功率点,保证系统以单位功率因数并网,减少并网电流谐波,提高并网电能质量。与传统的控制方式相比,该控制方式具有控制结构简单,发电机侧功率因数高,动态响应快等优点。     

电网电压不对称跌落下直驱风电系统控制策略

针对电网电压不对称跌落下直驱风电系统并网运行过程中出现的直流环节过电压、并网电流畸变、并网功率波动问题,在直驱风电系统并网变换器的直流环节并联超导磁储能系统;同时在分析电网电压不对称跌落下网侧变换器数学模型的基础上,采用抑制并网功率波动的正负序电流控制对网侧变换器的控制策略加以改进,从而稳定直流环节电压、改善并网电流品质、抑制并网功率波动。仿真结果验证了该控制策略的正确性和有效性。     

计及分布式电源的配电网电压波动特性研究

针对分布式电源出力的波动特性会使配电网发生电压波动变大等问题,在对分布式光伏和分布式风电输出功率特性进行分析的基础上,研究了分布式电源并网对配电网电压波动影响的相关原理;利用PSCAD/EMTDC电力系统仿真软件建立了包含分布式电源的配电网仿真实例模型。对配电网在不同容量、不同并网位置的分布式光伏和分布式风电作用下的电压波动情况进行仿真计算,获得了计及分布式电源的配电网电压波动特性相关规律。     

风电场电能质量特性及治理措施仿真分析

基于甘肃河西地区大规模风电接入电网工程,建立了典型风电机组仿真模型,仿真分析了风电并网引起的电压偏差、电压波动、谐波等电能质量特性;在对风电场电能质量特性分析的基础上,综合考虑补偿效果等因素,对应用STATCOM治理风电场电能质量的效果进行了仿真。仿真结果表明,STATCOM对风电场的各种电能质量问题具有较好的治理效果,可为风电场电能质量特性分析和治理提供参考。     

输入时滞的海上风电机群分布式控制

随着海上风电的大规模发展,以及电网互联范围的不断扩大,时滞主要产生在风电场广域测量系统的信号测量和传输中,从而导致风电机组系统性能下降甚至不稳定,严重影响了风电场的正常运行.因此,该文基于Hamilton能量理论,研究了双馈风电机群的分布式时滞控制问题.首先,该文对双馈风电系统进行Hamilton实现,得到风电机组PCH–D模型;然后,针对单机系统PCH–D模型,引入Casimir函数设计控制律,使得风电系统在输入时滞下能够稳定运行;进而,将风电机组网络化,设计分布式时滞控制策略,使得整个风电机群在30～300 ms的时滞范围内整体保持稳定.最后,通过仿真验证了所提控制策略能有效地解决系统的输入时滞问题,同时减小了时滞引起的系统误差,提高了风电机群的稳定性和控制精度.