考虑抑制DFIG机群脱网的风电场无功补偿配置新方法

随着大规模风电并网,电网故障情况下风电机群连锁脱网事故严重威胁电网安全稳定运行。为此,从抑制DFIG机群脱网的角度,提出了一种考虑抑制双馈异步风力发电机（doubly-fed induction generator,DFIG）机群脱网的风电场无功补偿配置新方法。该方法首先以风电场为中心进行无功平衡初步分析,通过无功需求和有功传输之间的定量关系,确定风电场所需要配置的低压电抗器组和低压电容器组容量。然后通过不同负荷方式下风电出力波动和线路N-1运行时的风电场母线电压无功分析,校核初步配置方案对系统静态安全的适应能力。最后,在分析电网故障情况下DFIG机群无功需求特征基础上,通过加入一定容量的静止同步补偿器（static synchronous compensator,STATCOM）来抑制机群脱网,从而使无功补偿方案能满足系统安全运行的要求。该方法已应用到了某省网大容量风电接入220 kV的无功配置专题研究中,在经济和技术上是可行的和有效的。     

风电场无功补偿计算方法与容量配置的研究

以辽宁省阜新已投运的华能阜北风电场无功补偿计算为实例,通过箱式变压器、集电线路、升压变压器和风电送出线路的无功计算得到风电场的无功损耗,再结合风电场自身的无功出力情况以及电网的结构特点研究风电场无功补偿计算的方法以及无功补偿容量的配置原则。把理论计算的无功补偿结果与实际运行中的风电场投运的无功情况进行比较,验证无功补偿计算方法的正确性,同时提出根据电网结构的特点考虑在系统侧补偿无功的建议,以指导风电场并网工程中升压站内的无功配置。     

电网对称故障下定速异步风电场STATCOM容量配置研究

从建立并网异步风电场简化等效模型出发,详细分析了含线路参数的大容量异步风电场暂态特性和功率特性,并在此基础上定量分析了异步风电场的临界切除时间与无功设备补偿容量间的关系,最终提出了基于风电场转矩特性和功率潮流的大容量异步风电场静止同步补偿器的容量配置方法。该配置方法可计算满足电网导则中低电压穿越要求的大容量异步风电场所需配置的最小静止同步补偿器无功补偿设备容量,并通过仿真平台验证了所提计算方法的正确性。最后对影响异步风电场的低电压穿越能力的相关因素进行了深入分析,揭示了大电网与异步风电场间电气距离与其所需配置静止同步补偿器设备容量间的关系以及静止同步补偿器配置容量对异步风电场暂态运行特性的影响。     

考虑工频过电压的海上风电场无功配置方案研究

随着海上风电能源的不断开发,海上风电场的过电压问题对系统的安全运行极为重要,而无功补偿问题影响着系统的电能质量,因此在确定无功补偿方案的同时也应该考虑过电压的限制。本文基于海上风电场含有架空线路和海底电缆混合输电线路的风电场电磁暂态模型,提出了一种考虑工频过电压的无功配置方案,利用ATP/EMTP仿真软件分析了海上风电场工频过电压,并在此基础上对风机不同出力情况下的风电场无功容量需求进行计算,从而得到符合系统安全运行范围的海上风电场无功容量配置方案,并以某海上风电场为例,最后利用MATLAB/Simulink仿真验证了所提方案的可行性。     

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。     

基于最优覆盖法的变电站无功补偿容量优化配置研究

为有效寻找电网无功补偿配置的薄弱点,提出了一种新的无功补偿设备优化配置的方法。该方法根据110 kV变电站全年的无功负荷情况统计出无功负荷概率分布曲线,采用最优覆盖法建立无功补偿配置优化模型,并通过全局搜索寻求优化配置方案。通过对优化配置方案与实际补偿容量配置的比较,给出了无功补偿配置相对薄弱的变电站,为电力系统规划人员提供决策依据。     

基于PSD-BPA软件分析的风电场无功补偿仿真计算

结合风电场无功补偿装置配置原则,通过A风电场一期工程实例,基于PSD-BPA软件,对A风电场一期工程进行无功补偿配置容量计算和仿真,得出该风电场在功率因数为0.98的前提下无功补偿的最佳方案,即配置容性无功功率0 Mvar、感性无功功率6 Mvar。     

基于最优覆盖法的变电站无功补偿容量优化配置研究

为有效寻找电网无功补偿配置的薄弱点,提出了一种新的无功补偿设备优化配置的方法.该方法根据110 kV变电站全年的无功负荷情况统计出无功负荷概率分布曲线,采用最优覆盖法建立无功补偿配置优化模型,并通过全局搜索寻求优化配置方案.通过对优化配置方案与实际补偿容量配置的比较,给出了无功补偿配置相对薄弱的变电站,为电力系统规划人员提供决策依据.     

风电场接入的变电站无功设备配置的研究

采用标准IEEE14节点系统对含风电的电网电压/无功水平进行Matlab仿真分析,风电场输出分别采用恒电压、恒无功功率和恒功率因数控制方式,结合仿真结果探讨不同模式下含风电的电网电压/无功变化特点,并计算出变电站所需的无功补偿容量,综合无功补偿设备的性能和经济性,提出变电站无功补偿设备的配置建议。     

考虑风电接入的电力系统无功优化

研究了含风电场的电力系统无功优化,提出了通过潮流计算得到风电场的无功补偿容量,利用非线性原-对偶内点法对整个电网进行无功优化的新方法。建立了风电机组的稳态模型,介绍了风电场在电力系统潮流计算中的处理方法。通过潮流计算得到风电场的无功补偿容量,建立以有功网损最小和电压水平最好的多目标无功优化模型,在满足各种约束条件下采用非线性原对偶内点法对该模型进行优化求解。通过烟台电网的实际计算结果验证了该方法的可行性和实用性。     

牵引负荷负序电流对沿途风电场的影响研究

电气化铁路牵引负荷造成风电场风电机组跳闸脱离电网的事故在国内已发生多起。介绍了新疆境内电气化铁路供电系统和沿途的风电场,分析了负序电流对风电机组的影响,并采用了负序电流分配系数法计算了各个牵引站注入沿途风电机组的负序电流。对负序电流超标的情况提出两种加装动态无功补偿装置的治理措施及其无功补偿容量的计算方法,给出了实际中无功补偿容量的配置原则。     

海上风电汇集站无功装置配置方案及其性能研究

以江苏如东220kV蓬树海上风电汇集站为例,研究了海上风电汇集站无功装置的配置方案及其性能特点。按照无功平衡原则,分析了海上风电汇集站无功补偿容量计算方法及其配置方案。利用电力系统分析软件PSD-V2009,研究了风电出力变化对电网电压的影响及系统发生短路故障时发生风电场脱网的可能性。仿真结果表明:在风电出力变化时,采用电容器补偿,电网电压发生阶跃性变化,汇集站低压母线电压越上限;采用SVG补偿,电网电压在国标允许值范围内平滑变化。在系统故障时,采用电容器补偿存在风电场脱网的可能,而采用SVG补偿可有效避免风电厂脱网的现象。     

海上风电场送出混合线路工频过电压和无功补偿研究

介绍了采用长距离高压海底电缆的海上风电场输电系统电磁暂态模型,利用EMTP/EMTPE仿真软件分析了高压海底电缆+架空混合线路工频过电压,在此基础上研究高压并联电抗器和低压无功补偿装置容量,得到了海上风电场无功补偿配置方案。以某海上风电场为例,对其工频过电压及无功补偿进行了综合计算分析,验证了所提方案的可行性。     

江苏海上风电接入系统若干问题探讨

结合江苏近阶段开发建设的海上风电场项目,介绍了海上风电接入系统并网的电压等级、并网回路数的选择原则,讨论了长距离海缆并网的大型海上风电场输电系统的无功平衡、内部过电压限制措施,并通过工程实例,探讨了一种解决大型海上风电场接入系统后引起电网电压波动的无功补偿配置容量计算原则及方法。     

风电场最佳无功补偿点及补偿容量研究

本文采用电压/无功灵敏度和Greed优化算法确定风电场最佳无功补偿点,运用改进遗传算法计算最佳补偿容量,并给出电容器组与STATCOM或与SVC配合的这两种无功配置方案;最后,运用Matlab/Simulink仿真工具箱,分析风场内风机出口电压、并网点电压是否在设定范围内,验证了上述无功补偿装置配置方法的正确性和可行性,为并网风电场无功补偿的研究提供了一种有效的分析方法。     

500 kV变电站无功平衡配置实用化简化计算方法及案例分析

针对传统500 kV变电站低端无功补偿装置容量仅靠经验判断没有系统的计算方法问题,本文分析比较了确定500 kV变电站低端补偿容量的综合配置方法。在分析了江苏500 kV电网的无功流动情况以及现有无功补偿配置概况的基础上,分别从无功就地补偿以及分层分区平衡的角度、500 kV变电站加装无功补偿装置的原因、配合500 kV变电站母线电压运行在合理范围内的极限补偿容量3个不同角度提出了500 kV变电站的无功补偿配置实用化方法,通过在电力系统分析综合程序(PSASP)中搭建实际电网简化仿真模型进行仿真计算等方法,结合实际案例对3种计算方法进行分析比较,为变电站规划设计提供参考。     

基于电网固有结构特性的配电网最优无功补偿方法

提出了一种基于电网固有结构特性的配电网最优无功补偿方法。首先根据无功就地平衡的原则,以无功补偿节点为分解点划分子系统,并在子系统内基于电网固有结构特性确定无功补偿容量,以此确定系统运行的最优补偿,然后在有无功补偿容量受限的情况下,采用启发式的回推算法修正补偿方案,最后基于电网结构调整以顺应系统源流特性的原则,确定最终的无功补偿方案。算例分析验证了所提方法的准确性和计算效率。所提方法不仅可用于配电网电容器快速最优投切决策,还对配电网最优无功补偿配置具有重要作用,具有良好的实际应用前景。     

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.     

考虑风功率特性的双馈风机无功补偿容量计算

风电场并入电网时会引起系统无功变化,从而影响系统电压稳定。常规的风电场无功补偿主要针对风电场设备的无功损耗,忽略了风机本身的无功发生能力。通过分析双馈风机的无功特性以及各补偿设备的特点,提出结合双馈风机风功率特性的无功补偿容量计算方法,并使用风电场发电量引起的母线电压波动是否超过电网允许值作为无功补偿设备选型依据,解决常规方法存在的过补偿问题,最后结合具体算例,验证了方法的有效性。     

风电场无功补偿装置容量配置研究

采用无功补偿技术是目前国内外解决风电并网电能质量问题的重要手段,分析了风电场无功补偿容量配置的各种影响因素和配置原则,对于设计规程要求不统一和影响送出线路无功损耗所占比重的因素等问题,通过分析计算进行了研究。给出了总补偿容量配置方法,以及动态补偿容量配置、电容器支路补偿容量与分组的建议。通过多个风电场案例计算验证了补偿容量配置方法的可行性。