STATCOM维持风电系统电压稳定性的研究

大规模风电场机组出力的变化会引起接入电网电压的波动,严重时可使电压崩溃。在基于无功功率同步补偿器(STATCOM)的风电系统中,STATCOM可以与电网交换感性无功和容性无功,抑制系统电压波动,维持系统电压的稳定。讨论了风电系统中STATCOM的基本工作原理和控制策略,建立了相关模型,并作了实际系统的仿真。仿真结果表明STAT-COM对维持系统电压、提高风电系统稳定性具有很好的效果。     

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。     

NPC三电平变换器中点电压控制方法综述

中点箝位型(NPC)三电平拓扑是目前最常用的一种高压大功率多电平拓扑。在NPC三电平变换器的控制中,中点电压波动问题是一个直接关系到系统安全性与输出性能的重要问题,需要妥善解决。目前存在许多种可以抑制NPC变换器中点电压波动的控制方法,这里针对NPC三电平变换器,对其中点电压波动进行了分类并分析了其产生原因。归纳总结了常见的NPC三电平变换器中点电压控制方法,尤其对中点电压的软件控制算法进行了细致的分类和对比分析。     

风电场的功率波动对电网电压稳定性影响研究

由于风电场输出功率具有波动性和间歇性的特点,其并网运行必然会对电网电压稳定性造成影响.以某地区风电场为研究对象,分析了其功率波动对电网电压的影响.通过设置不同无功补偿装置人工(机械)投切电容、SVC和STAT-COM,应用PSCAD软件分析了其对改善电网电压的影响,通过对比不同情况下风电场出力从0％逐渐增至100％的各母线的电压变化曲线,得出不同补偿装置对电网电压稳定性的改善效果.     

抑制共模电压的极简空间矢量控制

针对五电平有源中点箝位型(ANPC)变换器共模电压大的问题,提出一种抑制共模电压的极简空间矢量控制。首先将参考电压投影到线电压坐标系中,得到对应区域内的所有矢量,分析矢量与共模电压和中点电压之间的联系,然后以最小化共模电压为目标对矢量选择范围进行合理约束的同时,保证剩余矢量能对中点电压进行均衡控制。在此基础上,针对中点电压控制提出一种极简序列选择法,从而降低空间矢量调制策略的复杂度。最后对所提共模抑制算法的正确性和有效性进行了实验验证。     

基于STATCOM的双馈风电场无功电压控制的研究

基于STATCOM和DFIG的数学模型研究与控制器建模,提出一种由两者共同参与的风电场无功电压控制方案.该方案利用STATCOM的电压控制模式,并充分考虑到双馈风机的无功调控能力,将双馈风机集群电压控制分为无功需求决策层和无功协调优化分配层.此外,针对风电场出口发生三相短路的紧急状况,提出一种故障时双馈风力发电机组的改进控制策略,该策略通过故障时将转子侧变流器由功率控制模式切换为电压控制模式,有功电流优先切换为无功电流优先,网侧变流器由单位功率因数运行切换为极限无功功率运行的方式提高风电场的低电压穿越能力.仿真表明,该方案不仅能实现正常运行时对风电场并网点电压指令的快速跟踪,风速、系统负荷和系统电压波动时快速稳定风电场并网点电压,而且当风电场出口发生短路故障时,能显著减小故障对双馈风机的不利影响,加速故障后电压恢复.     

系统电压畸变时STATCOM的运动性能研究

基于ＳＴＡＴＣＯＭ的标幺值数学模型,研究了系统电压畸变条件下ＳＴＡＴＣＯＭ的电压电流运行特性,讨论了ＳＴＡＴＣＯＭ谐波电压电流与装置主电路参数的关系,给出了ＬＣ谐波条件,理论分析结果得到了ＰＳＣＡＤ／ＥＭＴＤＣ数字仿真以及１０ｋｖａｒ ＳＴＡＴＣＯＭ动模装置实验的双重验证。     

三电平逆变器中点电压平衡的电压空间矢量控制原理及算法

分析了三电平电压空间矢量调制基本原理，深入研究了影响三电平逆变器中点电压平衡的主要因素，由此提出一种控制箝位二极管电压型三电平逆变器中点电压平衡的电压空间矢量算法。理论分析和仿真实验结果表明，所提出的控制算法能有效平衡三电平逆变器中点电压。     

STATCOM直流侧电容值对系统谐波含量和电容电压波动幅值的影响及其选择

使用PSCAD／EMTDC软件建立一个利用静止补偿器STATCOM(STATic COMpensator)进行无功补偿的仿真系统．分析了不同STATCOM直流电吝值对系统谐波含量和电吝电压波动幅值的影响．得出了系统谐波含量和直流电容电压波动幅值随电容值的变化规律,提出了根据降低STATCOM出口端电压的谐波含量和保持直流电容电压波动幅值在一定范围内的要求来选择其电吝值的方法．由该方法得出的仿真系统中STATCOM的电容值跟按其他直流电吝选择方法所得的结果相符。仿真系统中的STATCOM在该电容值下有较好的工作性能。     

STATCOM在风电并网系统电压稳定性中的应用研究

随着风电的大规模接入,风电场给系统造成了电压跌落,甚至电压崩溃等不利的影响。准确地评估风电并网系统中节点的电压稳定性,是非常有必要的。提出了一种改进的节点电压稳定指标,将静止同步补偿器STATCOM应用于风电并网系统,为了较大限度地提高系统的电压稳定性,采用FACTS最佳安装位置的选择方法,以该节点电压稳定指标和连续潮流技术为基础,有效地确定STATCOM的最佳配置地点。通过对风电场接入IEEE14节点系统算例的仿真分析,验证了该节点电压稳定指标的有效性与可行性。     

考虑风资源影响的风电场电压波动和闪变评估

风电并网后引起的电压波动和闪变水平可能超出国家有关标准,造成严重的电能质量问题,因此,在风电并网之前需对这两者进行评估。采用了一种新的评估方法。区别于国际电工标准(IEC61400-21)中电压波动与闪变的评估,此方法考虑了风电场的风资源情况对这2个指标的影响。对风电场在不同出力下由阵风引起系统的电压波动进行计算,并用IEC闪变仪计算短时间闪变值Pst。用所提方法和IEC标准对我国某一新建的风电场进行评估。结果表明,所提方法不仅能有效地进行电压波动与闪变评估,而且能更好地考虑风速变化对风电场带来的潜在影响。     

基于双闭环电压控制静止同步补偿器在双馈风电场并网中参数设置及运行特性分析

静止同步补偿器(STATCOM)在柔性功率潮流控制及双馈风电场并网运行中得到广泛分析与讨论,而其双闭环电压控制策略的分析直接影响风电场并网运行特性。建立了基于电压源变流器(VSC)的静止同步补偿器通过耦合变压器与电网相连的电路模型,推导了双闭环电压控制环节的数学模型,分析了控制环节参数设置对于并网运行特性的影响。以标准三机九节点系统作为等效测试电网建立了双馈风电场并网模型,实例中以控制环节参数设置验证了衰减系数与电压设定值与无功控制的对应关系,以负荷投切小扰动为例分析了投入装置可以改善系统受扰动时的电能质量,并且通过不同类型的故障仿真验证了即使电力系统发生了最严重的三相短路故障,STATCOM也能快速补偿无功功率,有效提高系统的暂态稳定性。     

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。     

定速和变速风电机组闪变成因的对比分析

风力发电机组的并网运行对当地电网的电能质量有不良影响。依据并网风电机组电能质量的国际电工标准IEC61400-21,讨论定速、变速两种典型机型的闪变成因,总结影响风电机组电压波动和闪变的主要因素。通过两种机型对电能质量影响的对比分析,总结变速机型的控制机理和运行特点与闪变的关系,综述风电场闪变特性的研究成果。     

基于STATCOM的风电场SSCI附加阻尼抑制策略

针对双馈型风力发电机经含固定串补的线路接入系统后发生的次同步控制互作用(SSCI)现象,文中提出一种基于静止同步补偿器(STATCOM)的附加阻尼控制器(SDC),推导了计及SDC时STATCOM的导纳模型,分析了其等效导纳的特点。结果表明,SDC增大了STATCOM在谐振频率处的等效导纳,使得STATCOM能够吸收系统中的振荡能量,增加了系统的阻尼。研究了SDC参数对阻尼特性的影响,包括移相角和比例增益,同时,给出了SDC反馈信号和STATCOM安装位置优化、选择的方案。理论分析和PSCAD/EMTDC仿真验证表明,基于STATCOM的SDC可以有效地抑制次同步控制相互作用,提高系统的稳定裕量。     

基于NPC三电平变换器的STATCOM研究

为实现对中点箝位式三电平静止同步无功补偿器(STATCOM)的有效控制,提出了一种结合空间电压矢量调制(SVPWM)和电流解耦控制的方法。该方法通过对有功无功电流的解耦控制可以实现对负载无功电流的精确快速跟踪;采用的SVPWM调制算法使计算简化,便于在数字系统上实现。基于实物实验台进行的实验结果表明,提出的控制方法可以对STATCOM进行有效控制,实现了对无功负载变化的大范围快速响应,控制系统具有良好的静动态特性。     

中点钳位式三电平STATCOM的动态相量建模与仿真

首先介绍了中点钳位式(NPC)三电平静止同步补偿器(STATCOM)的结构和原理．采用一种改进的空间矢量脉宽调制(SVPWM)控制方法，用以解决换流器直流侧两个电容的电压均衡问题：通过开关函数详细描述了换流桥的离散动态过程，使用动态相量法得到STATCOM的动态模型．并同时给出了电源、负荷和输电线路的动态相量模型：最后使用Simulink／Matlab平台分别实现了含NPC三电平STATCOM测试系统的电磁暂态模型和动态相量模型的建模．仿真结果验证了动态相量模型的精确性和有效性．     

STATCOM对电压稳定性影响的分析与探讨

对STATCOM在电力系统小干扰电压稳定和大干扰电压稳定的作用进行了分析与探讨.针对WSCC-3机9节点系统,进行了小干扰电压稳定和大干扰电压稳定2项仿真.仿真结果表明装设STATCOM能够有效提高系统的电压稳定性.     

风电场输出功率波动对电铁负荷的影响研究

当电气化铁路牵引变电站与风电场的并网点电气距离较近时,牵引供电系统的电压易受到风电场输出功率波动的影响。研究了风电场输出功率变化对电铁二次侧电压造成的波动,分析了风速对风电场输出功率波动的影响,利用风电场并网模型研究了其引起电压波动的原因。利用仿真软件PSCAD搭建风电场和牵引负荷模型,构建区域电网进行仿真研究,验证风速变化造成输出变化时系统节点电压会发生波动。提出了一些提高风电场调压质量的措施。