考虑多无功源的分散式风电场多时间尺度无功协调控制

分散式风电接网模式可以解决集中式并网限电等问题,但其多点接入、无法集中无功补偿等特点对传统风电场无功控制模式带来挑战。文章针对风电场无功平衡和电压稳定性问题,提出了一种考虑多无功源的分散式风电场多时间尺度无功协调控制策略。首先,提出了考虑网侧和转子侧变流器限制的无功功率控制策略,并在机端并联电容器,增加了无功功率输出能力;其次,针对不同响应时间常数的无功补偿设备,提出多时间尺度协调控制离散补偿设备、静止无功发生器与风电机组的并网点无功补偿策略;最后,实际工程算例证明了所提策略在故障条件下有效提高了分散式风电场无功功率调节能力,减小了并网点电压跌落幅度。     

基于SVG的风电场无功补偿经济运行方法研究

针对双馈风机风电场无功功率平衡和电压稳定问题,由风电场母线电压控制点的电压偏差推算出风电场的无功功率需求,基于风机自身、输电线路、箱变等在内的风电场有功损耗最小的风电机组无功分配策略。根据风机和SVG无功补偿装置的无功补偿能力,考虑风机无功出力不足时,建立了基于风机与SVG协调无功控制方案。通过仿真和试验结果验证了该方案的可行性,与传统等无功容量比例分配相比,该方案能减小风电场网损、提高发电量,实现风电场的经济运行。     

双馈风电场新型无功优化分配策略研究

提出一种新型的双馈风电场无功优化分配策略,以降低风电场整体损耗为目标,不仅考虑集电线路和风力机变压器的损耗,还考虑风力机内能量转换系统的损耗。同时,在进行无功优化分配时综合考虑风力机内无功分配方式对风力机能量转换系统损耗的影响,提出一种新的风力机内无功控制方式。该文优化问题由内点法求解,包括风力机无功功率极限、母线电压、相角以及潮流平衡等约束条件。通过算例对所提出的控制策略进行仿真计算和分析,结果验证了所提无功优化分配策略的有效性,并分析得出使风电场损耗最小化的无功分配原理。     

电网电压跌落对海上风电系统无功补偿的影响分析

电网电压跌落时海上风电系统无功补偿容量的需求,是确定海上风电系统无功补偿方案的关键。基于海上风电系统的典型拓扑建立了海上风电系统的功率传输模型,在此基础上分析了电网电压跌落时,风电场有功功率、无功功率以及电网电压跌落幅值对海上风电系统的无功补偿容量的影响,以确定海上风电系统无功补偿方案。最后对一个具体的海上风电场进行PSCAD仿真分析,结果表明:电网电压跌落的幅值、电网电压跌落时风电场输出的有功功率和无功功率对海上风电系统的无功补偿容量有着重要的影响,并因此而影响海上风电系统的动态过程控制。     

计及无功资源调配成本的风电场优化技术

文章提出了一种计及无功资源调配成本的风电场无功优化方法,实现了风电场在不同运行工况下的无功优化配置。该方法以风电场无功调配成本和网损组成的综合成本最小为目标函数,考虑风电功率波动对系统电压的影响,建立基于机会约束规划的风电场无功优化模型,采用改进内点法进行求解。所提方法通过设置无功成本系数,使风电场能够按实际运行需求调用静止无功发生器、储能设备和风机的无功,并优化风电场网损。通过在电压约束条件中预留电压安全裕度防止系统电压发生越限。在某实际风电场中验证了所提方法的可行性和优越性。     

考虑抑制连锁脱网的风电汇集区域多无功源协调控制策略

风电汇集区域无功支撑能力较弱,电压问题日益突出,若配置的STATCOM动态无功储备不足,不能快速响应电压变化,易导致风电场发生连锁脱网事故。为此,基于风电汇集区域的电压状态,提出3种状态下不同无功源的协调控制策略,即正常状态下利用静态无功装置置换出动态无功装置的无功功率,提高动态无功储备、警戒状态下调整风电出力校正电压越限情况、紧急状态下利用STATCOM快速提供无功电压支撑。某实际风电汇集区域电网的仿真结果表明,该策略能够提高动态无功储备,有效抑制风电场连锁脱网。     

计及无功电源故障的含风电场发电系统可靠性评估

针对现阶段含风电发电系统可靠性评估中尚未考虑无功功率影响的缺陷,在风电场常规可靠性评估模型的基础上,考虑了无功电源故障的影响,建立了风电场综合可靠性评估模型,定义了表征系统局部无功不足的可靠性指标。采用三级切负荷策略对计及有功功率短缺、无功功率短缺、电压越限的含风电场发电系统进行了可靠性评估。根据第三级切负荷策略确定了最佳无功补偿位置,应用就地无功补偿代替负荷切除,有效解决了电压越限问题。并以太原220kV系统为例,验证了该方法的有效性,为确定最佳无功补偿位置提供了依据。     

基于变功率因数的分散式风电场优化运行策略

提出一种考虑负荷类型和风电机组无功极限的分散式风电场优化运行策略。建立基于静态电压特性的典型负荷通用模型;挖掘分散式风电机组无功能力,采用机端并联电容器平衡并提高双馈感应发电机无功调节能力;分析风电机组功率因数对配电网各节点电压、有功和无功网损影响规律;在此基础上,提出基于改进萤火虫算法的分散式风电场最优功率因数运行方法。基于IEEE-33节点模型进行仿真计算,结果表明:分散式风电场小范围功率因数优化调节可有效减小配电网网损,提高电压稳定性。     

基于无功功率分解的DFIG与STATCOM的功率协调控制

针对风速随机变化及短路故障引起的风电场并网点电压波动问题,提出了一种基于瞬时无功功率分解的双馈风力发电机组（DFIG）与静止同步补偿器（STATCOM）的功率协调控制策略。首先,根据DFIG和STATCOM二者无功响应时间的不同,对新疆某地区风电场并网点某个典型日所需无功功率数据进行分频、重构,再通过计算进而可确定二者的容量比;利用小波包分解算法将风电场并网点实时所需无功功率调节量分频、重构为两个频段,分别作为DFIG和STATCOM的参考功率,协调二者平抑风电场无功功率波动。最后根据该地区风电场搭建了Matlab仿真控制模型,验证了所提功率协调控制策略的有效性。     

基于风电机组无功裕度预测的风电场无功分层控制策略

针对风电电压波动的问题,文章基于风电机组无功裕度预测,提出了一种风电场无功分层控制策略.该策略首先以并网点电压偏差和线路有功损耗最小为目标,使用二次规划算法在线实时求解最优并网电压,进而求解风电场无功参考值;其次,采用EWT-LSSVM预测算法进行风电功率预测,并提出预测功率校正方法实时修正预测功率,精确求解风电机组的...     

风电场无功补偿容量的估算与补偿方式选择

分析了影响风电场升压站的无功补偿容量的因素,给出了变压器、风电场架空集电线路和风电机组的无功功率的计算公式,并举例对采用不同发电机组和不同集电线路的风电场无功功率进行了估算。比较了目前风电场经常采用的四种无功补偿装置,指出了风电场升压站无功补偿装置发展的趋势。     

风电场无功功率/电压控制与管理问题探讨

正随着风电比例的日益增长,如中国酒泉地区、新疆哈密地区等风电场群大规模集中接入电网并高电压远距离外送案例的不断增加,风电在电力系统中的"地位"在发生变化,风电对电网的影响已经不可忽视,其中风电场的无功功率/电压控制问题尤为突出,电压控制问题影响着整个区域电力系统的安全稳定性和区域电网的运行经济性。目前市场上流行的风电机组都具备一定的无功调节能力,大多数风电场在其主变低压侧配置了集中型无功功率补偿装置,并实现了风电场的电     

用于风电场并网中无功电压调节的UPFC仿真分析

以笼式异步电机为基础的风力发电机组并网运行时需要吸收大量无功功率,如果不能提供充分的无功补偿,会导致风电场电压跌落,部分风机脱离,系统无法正常运行。而统一潮流控制器（UPFC）具有控制线路潮流,提高电网稳定的作用,可以应用于风电并网之中。针对上述问题,在某一风场内的变风速条件下,用软件MATLAB/simu link建立基于恒速恒频异步发电机的风电机组并网模型并仿真,通过分析仿真结果,对比应用UPFC进行无功补偿前后风电场及电网的运行状态变化,证明UPFC可以调节带有风电场的系统无功功率和电压,维持电网稳定运行。     

含高渗透率分布式电源的配电网多目标无功分区及主导节点选择方法

风力、光伏等可再生分布式电源(DG)的大规模接入给配电网电压无功控制带来新的挑战。不恰当的无功控制可能增加线路中无功功率的流动,导致网络损耗增大,而合理的无功分区以及主导节点选择能够帮助实现网络中无功功率的就地平衡和分布式控制。文章基于区域无功平衡、区域内强耦合、区域间弱耦合及无功储备四项指标,提出了一种适合于有源配电网的多目标无功分区优化方法,实现了无功资源的合理分配。针对配电网量测不足的实际情况,综合考虑可控性和可观性提出了区域内主导节点的选取方法。算例采用改进IEEE 33节点系统,通过分布式控制策略验证了所提出分区方法和主导节点选取方法的有效性和优越性,同时对分区结果的各项指标进行了比较分析。     

大型海上风电场无功配置研究

海上风电场通过高压海缆接入陆上电网。长距离高压海缆的充电功率使得海上风电场与内陆风电场的无功规划有较大不同。文章首先分析了海上风电场集电系统与汇集系统的无功消耗和充电功率特点,考虑电压调整和无功就地平衡的要求,建立了海上风电场的无功配置的一般计算流程。对于不同容量、不同离岸距离的海上风电场给出了典型的无功容量和地点的配置方案,为规划提供了参考。     

考虑风电场无功调节能力的无功电压控制分区方法研究

分析双馈型风电机组(DFIG)风电场的P-Q容量曲线,提出同时考虑区域电气距离和区域内静态无功平衡的含风电场电力系统无功电压控制分区方法,对处理含DFIG方案,并结合New-England 39节点系统来验证方法的有效性。在无功控制分区过程中引入负荷被控空间的概念,采用先无功源节点聚类,后负荷节点归类的两阶段无功控制分区方法,有效解决了因风电有功出力影响其无功容量而带来的分区连通性和无功平衡问题。     

考虑调压裕度的风电场无功电压控制策略北大核心CSCD

针对风电场并网带来的电压稳定问题,文章提出了考虑调压裕度的无功电压控制策略。采用分层控制技术,首先通过无功整定层计算风电场无功输出参考值;其次在无功分配层考虑无功补偿装置与风电机组自身的调压裕度,选择相应的无功补偿方法,优先选用风电场配置的无功补偿装置进行无功调节。若补偿装置无法满足电压稳定要求,则根据各风电机组的运行状态,将无功补偿值按照无功容量比例算法进行分配,风电机组的网侧变流器采用自适应下垂控制以实现最大无功容量补偿。若无功缺额依然存在,需要对风电机组进行减载控制以实现对电网电压的无功支撑;最后,通过PSCAD/EMTDC仿真平台对所提策略的有效性进行了验证。     

电网故障条件下风储联合系统无功自适应控制

针对电网三相对称故障条件下风电场电压不稳定的问题,文章提出了一种基于神经元的风储联合系统无功功率自适应控制策略,该策略以风储联合系统公共耦合点(Point of Common Coupling,PCC)的电压和电流为控制器的输入,采用Hebb学习算法作为自适应律,以获得准确的无功补偿。通过动态调整控制器的参数,使储能系统协调风电达到自适应输出无功功率的效果,提高系统在电网故障下的电压稳定性和风电故障穿越能力。最后,利用Matlab/Simulink仿真验证了该控制策略的有效性和正确性,与常规PI控制策略相比,文章所提出的控制策略可使风储系统迅速提供无功功率,PCC点的电压得到明显上升。     

含柔性直流输电的海上风电场群无功控制策略

大规模海上风电场集群并网将对电力系统静态电压稳定产生影响。文章通过研究电网侧发生电压跌落或者上升,提出含柔性直流输电海上风电场集群的协同无功控制策略。该策略以电网故障节点电压快速恢复为目标,考虑了柔性直流输电方式的特点,充分利用交流海底电缆的输电特性,采用就地控制和远方控制相结合的无功控制策略。该策略首先确定含交直流柔性输电系统中的无功控制节点,并计算各节点相对电压跌落或上升节点的电压/无功灵敏度,然后基于无功补偿装置的运行状态、系统潮流分布,求解各节点控制的最大容量,最后利用遗传算法确定各控制节点的无功控制量。以改进IEEE 39节点系统为算例进行了仿真分析,结果表明,该策略提高了海上风电场集群对电网电压的支撑作用。     

防止风电机组连锁脱网事故的动态无功备用需求分析

对风电机组连锁脱网事故的调查表明,双馈风电机组触发Crowbar保护进入低电压穿越区需要从电网吸取大量的无功,造成风电场电压进一步恶化。文章对大型风电场的无功需求和运行状况进行深入分析,推导出大型风电场的临界运行电压和无功备用容量计算公式,为风电场无功电压协调控制提供理论支撑。采用酒泉风电基地的实际算例进行了仿真分析,结果表明,风电场机组处于鼠笼异步运行状态时需要从电网吸收大量无功,同时风电场周边场站电压下降明显;而当动态无功备用容量达到临界动态无功备用容量及以上时,则能有效地改善风电场相关站点的电压分布。