STATCOM对风电场低电压穿越和保护的研究

在Matlab/Simulink中建立了含异步风力机的风电场和STATCOM仿真模型。根据目前风电场接入系统保护配置,针对采用STATCOM后的异步风电场对系统保护配置影响及其存在的问题进行研究。研究表明,加装STATCOM装置可提高风机风电场的低电压穿越能力。提出了合理的改善低电压穿越和继电保护相互配合的措施,尽可能减少风力机脱网,提高电网的安全、稳定性。     

STATCOM与SVC提高大型异步机风电场LVRT能力对比研究

研究了STATCOM与SVC提高大型异步机风电场低电压穿越(LVRT)能力的效果。分析了恒速异步风力发电机LVRT能力低的原因以及STATCOM与SVC提高其LVRT能力的作用机理。在PSCAD/EMTDC中分别搭建了STATCOM、SVC控制模型和含异步机风电场的IEEE14节点电网的仿真模型,通过仿真实验验证了这两种无功补偿装置对于提高异步机风电场LVRT能力的重要作用。仿真实验结果表明:STATCOM与SVC均能够帮助风电场在电网故障后快速重建电压,降低电网同步发电机励磁电压峰值和强励时间,抑制发电机转子加速,使异步风力发电机组穿越低电压故障区域。STATCOM比SVC有更好的补偿稳定性,提高异步机风电场LVRT能力更突出。     

应用STATCOM提高风电场低电压穿越能力

研究了用STATCOM来提高恒速异步机风电场的低电压穿越能力。对目前风电场低电压穿越能力较低的原因以及STATCOM应用于风电场的作用机理分别进行了分析。在Matlab/Simulink中建立了含风电场和STATCOM的电力系统仿真模型,通过仿真实验验证了STATCOM在提高风电场低电压穿越能力方面所发挥的重要作用。仿真结果表明：STATCOM可以帮助风电场在电网故障后快速重建电压,抑制发电机转子加速,并且缩短了风电场的故障极限切除时间,确保了风电场连续并网运行以及电网的安全稳定。     

应用STATCOM提高风电场低电压穿越能力

研究了用STATCOM来提高恒速异步机风电场的低电压穿越能力.对目前风电场低电压穿越能力较低的原因以及STATCOM应用于风电场的作用机理分别进行了分析.在Matlab/Simulink中建立了含风电场和STATCOM的电力系统仿真模型,通过仿真实验验证了STATCOM在提高风电场低电压穿越能力方面所发挥的重要作用.仿真结果表明:STATCOM可以帮助风电场在电网故障后快速重建电压,抑制发电机转子加速,并且缩短了风电场的故障极限切除时间,确保了风电场连续并网运行以及电网的安全稳定.     

应用STATCOM提高风电场的电压稳定性

风能具有随机性和间歇性,大规模风电场接入电网时会对系统的稳定性产生一定的影响。建立了风力发电机组模型,仿真分析了利用STATCOM改善风电场（由变桨距定速异步感应发电机组成）的静态和暂态稳定性。仿真结果表明,STATCOM可以有效地改善风电场的稳定性,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     

风电场接入对周边地区电网电压稳定性的影响分析

考虑风资源的随机性和所接入电网的结构特点,针对主流的双馈机组所构成的风电场,分析了风电场接入对接入点周边地区电网电压稳定性的主要影响,详细论述了风电场接入容量与电压稳定性的关系、电网出现大扰动时的暂态稳定性以及风电场低电压穿越能力。在此基础上,提出了改善电压稳定性的相关措施,研究了静止同步补偿器（static sync...     

STATCOM改善风电场暂态电压稳定性的研究

提出了恒速异步风电机组和静止同步补偿器的数学模型,使用Matlab中的动态仿真工具Simulink建立了静止同步补偿器的控制模型,以包含风电场的单机无穷大电力系统为例进行了仿真计算,验证了静止同步补偿器对风电场暂态电压稳定性的贡献。研究结果表明：风电场发生三相短路的大扰动故障时,静止同步补偿器能够有效帮助恒速异步风电机组在故障后恢复机端电压,从而改善风电场的暂态电压稳定性,确保风电机组连续运行。     

用STATCOM提高风电场暂态电压稳定性

研究了用STATCOM改善基于定转速风电机组和基于转子电阻可调的绕线式发电机风电场的暂态电压稳定性.分析了异步电机电压暂态稳定性的机理.在DIgSILENT/PowerFactory中建立了定转速风电机组及转子电阻可调风电机组的模型和静止同步补偿器(STATCOM)控制模型,通过包含风电场的电力系统仿真验证了STATCOM对基于定转速风电机组和带有可变转子电阻控制的风电机组风电场暂态电压稳定性的贡献.仿真结果表明,STATCOM能够有效地帮助风电场在电网发生故障后恢复电压,提高了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.     

静止同步补偿器在风电场的应用研究

建立了恒速异步风电机组和静止同步补偿器(STATCOM)的数学模型,使用Matlab中的动态仿真工具Simulink建立风力发电机组和STATCOM的仿真模型。以包含风电场的单机无穷大电力系统为例进行仿真分析,验证了STATCOM对风电场暂态电压稳定性的贡献。研究结果表明:风速小扰动和三相短路的大扰动故障时,STAT-COM能够有效帮助恒速异步风电机组在故障后恢复机端电压,从而改善风电场的暂态电压稳定性,确保风电机组连续运行。     

风电场动态无功补偿方案研究

阐述了目前对于风电场内无功不足进行补偿的主要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,这种补偿方式已经显现出明显弊端,提出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。     

H桥级联多电平STATCOM在风电场中的应用

建立了双馈感应发电机( DFIG)的数学模型,分析了静止同步补偿器(STATCOM)的工作原理和主电路结构.针对H桥级联多电平STATCOM,提出应用错时采样空间矢量调制对其进行控制,在电网电压发生瞬时跌落的情况下对STATCOM的补偿特性进行了分析研究.结果表明,H桥级联多电平STATCOM能有效补偿风电场的无功功率...     

基于GTO的STATCOM提高风电场暂态电压稳定性的研究

针对永磁直驱风电机组和基于GTO的48脉波+100Mvar STATCOM的数学模型,采用MATLAB中的仿真工具Simulink建立永磁直驱风电机组的模型和静止同步补偿器的模型。得出了基于GTO的静止同步补偿装置对电场暂态电压稳定性的结论:可以从感性到容性平滑的调节无功功率,自动发出GTO通/断控制脉冲,快速投切电容器,实现对供电线路无功功率的跟踪调节。仿真结果表明:STATCOM能够快速平滑地向电网节点注入或吸收无功功率从而在一个周波时间维持节点电压稳定,改善电能质量。     

低电压穿越测试中短路容量因素的影响分析

对风电机组低电压穿越(LVRT)能力的现场测试是检验风电机组LVRT能力的重要手段.这里从某风场双馈感应发电机(DFIG)的现场LVRT测试中发现的问题展开,通过重新梳理整个测试方案的检测流程和设备参数发现了测试点短路容量不匹配.为确认原因,首先从理论计算的角度进行分析,然后根据现场风机参数建立DFIG Matlab仿真模型,通过模拟电网发生电压跌落故障,验证了测试点短路容量的变化对风电机组LVRT测试的影响.最后通过现场实测再次确认了问题的原因,并验证了调整后设备参数的正确性.     

考虑Crowbar动作特性的DFIG风电场动态等值研究

加装Crowbar电路是双馈感应风力发电机实现低电压穿越的常用措施。为考虑低电压穿越对风电场动态等值的影响,首先分析了Crowbar的动作特性,对比了两种常用投切策略对电网稳定性的影响,以及同种投切策略下Crowbar不同退出时间对风电场出口处动态特性的影响。然后研究了风电机组不同运行状态对Crowbar启动时间的影响。仿真结果表明,凡是Crowbar发生动作的机组,在机电暂态仿真步长下其Crowbar启动时间几乎是一致的。在此基础上,提出了基于Crowbar动作区域曲线判断Crowbar动作情况,并以Crowbar是否动作作为分群准则的风电场分群等值方法。最后在DigS ILENT平台上搭建算例,验证了等值方案的有效性。     

风电场低电压穿越对零序电流保护的影响

为研究风电场低电压穿越对零序电流保护的影响,从风电场戴维南等效电势的角度出发,针对风电场出线和非风电场出线分别设置单相接地故障和两相接地故障,推导出风电场低电压穿越时风电场电势与流过线路两侧保护的零序电流的关系,进而分析风电场电势变化对零序电流保护的影响机理。利用PSCAD建立含风电场的电网模型并进行了仿真验证。结果表明,风电场低电压穿越对风电场出线的零序电流保护造成不利的影响,对非风电场出线影响则不大。     

采用STATCOM改善笼型机风电场性能的机理分析与实验研究

由湍流、风剪切和塔影效应等引起的电压波动、闪变以及低电压穿越能力成为制约笼型风电机组并网发电的主要因素。对静止同步无功补偿器(static synchronous compensator,STATCOM)改善笼型机风电场性能的机理进行了深入分析,并通过电网故障清除后发电机的转矩转差率曲线量化了STATCOM容量对风电场低电压穿越能力的影响。在实验室环境下搭建了包括STATCOM、笼型风电机组和电网的模拟装置的实验平台。STATCOM装置的硬件主要包括主电路、软起动电路和基于数字信号处理器(digital signal processor,DSP)控制系统的检测、驱动隔离等硬件电路;风力机模拟器选用PC机和Matlab实时软件作为控制平台,可以很容易地实现风力机特性及模拟风速变化等自然条件。实验结果验证了STATCOM能够减小公共连接点(point of common coupling,PCC)电压波动,改善笼型风电机组的电能质量。