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。     

基于原对偶内点法的发输电系统可靠性评估交流潮流分析法

电力系统可靠性评估对于精度的要求随着新能源接入电网不断提高。传统的发输电系统可靠性评估在状态校正过程中采用基于直流潮流的最小切负荷模型,该模型存在不能考虑系统电压和无功功率的局限。利用原对偶内点法在可靠性评估中实现了基于交流潮流的有功无功综合优化状态校正模型。该模型通过非线性规划综合考虑系统有功无功关联、网损、节点电压及潮流约束等因素。为了解决非线性规划中计算量大和收敛性的问题,还提出了一种改进的基于交流潮流有功无功解耦的状态校正模型。对IEEE-RTS79系统与2012年海南电网进行可靠性评估,结果证明了所提出算法的精确性和有效性。该方法有望应用于更精确地对含新能源发输电系统进行可靠性评估。     

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。     

含电池储能风电场的发电系统风险评估

考虑风电机组的功率特性和故障率等因素建立单个风机的停运模型,结合风速的自回归滑动平均模型和风电场尾流效应的影响建立风电场的可靠性模型;考虑电池储能的充放电约束、容量约束和故障率建立电池储能系统的可靠性模型,在此基础上,结合风电场不同调度策略建立含电池储能风电场的可靠性模型。考虑常规机组的随机故障和负荷的随机波动,基于序贯蒙特卡洛方法建立含电池储能风电场的发电系统风险评估模型,并给出评估指标。在Matlab中编写相关评估程序,通过对IEEE-RTS 79算例进行仿真,从风险管控方面给出能降低系统风险的电池储能充放电约束、电池储能电量和风电场调度策略,为风电场用电池储能系统的设计和风能调度策略的选取提供重要参考。     

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。     

计及本地负荷的分布式光伏并网电压协同控制策略

光伏逆变器的剩余容量利用在解决分布式光伏发电系统并网点电压越限问题时取得了较好的效果,但目前为了提升逆变器的无功容量,相关研究主要集中在限制逆变器有功输出,未考虑对分布式光伏发电系统渗透率的影响。阐明分布式光伏发电系统并网点电压越限机理,提出一种计及本地负荷的分布式光伏并网点电压协同控制策略。通过背靠背变流器控制光伏发电本地负荷无功,通过控制并网逆变器工作状态改变光伏发电输出功率。设置制动控制环节,出现越限现象时优先采取本地负荷无功控制调节并网点电压,避免对配电网消纳光伏发电能力的影响。最后基于Matlab/Simulink仿真平台进行试验验证了所提控制策略的可行性与有效性。     

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。     

基于调节函数的新能源并网的主变电压越限处理方法

针对含大规模新能源发电的地区电网主变母线电压越限问题,提出了一种基于调节函数的处理策略,通过排序计算调节函数值形成调节策略候选集,然后将新能源发电系统的无功调节、有载调压器的档位调节以及无功补偿装置的投切等多种调节方式协调控制。与传统的基于电压灵敏度的调节方法相比,调节矩概念的使用使得调节机理更加形象化,同时现场运行结果表明,该方法具有算法简单、计算速度快、占用计算内存少等优点。     

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。     

低风速分散式风电并入配电网的双层电压优化模型

从规划和运行2个角度出发,提出一种针对低风速风电机组并入配电网的双层电压优化模型。上层模型计及低风速的波动性、负荷的随机性与用户行为特性,求解以网损、电压偏差、电压稳定性指标和分散式风电总投资为目标函数的多目标规划问题,同时利用Q-V曲线法获得静止无功补偿器(SVC)的最佳接入位置;下层模型建立基于模糊逻辑的低风速风电机组与SVC协调调压的无功控制策略。最后通过仿真验证所提方法不仅能够实现电压优化控制,而且能显著改善配电网的整体电压分布。     

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。     

含风电场的电力系统潮流算法的改进

为了更好地计算含风电场的电力系统潮流,建立了异步风力发电机的稳态等值简化模型,并对原有电力系统潮流算法进行了改进。改进的算法在雅可比矩阵中引入了异步风力机滑差修正量,修正雅可比矩阵中对应风力发电机节点的元素,并运用MATALB编程实现含有风电场的电力系统潮流计算。将改进后的算法应用于接有风电场的4机11节点测试系统的潮流计算,结果和已有的两种典型潮流计算方法接近,表明改进后的潮流算法有效合理。     

考虑海底电缆充电功率的风电场无功补偿

考虑到风电场海缆的充电功率较大,易引起母线电压偏高的问题,提出了一种新的无功补偿方法。分析计算了不同无功补偿方式下,空载线路的电容效应系数与无功补偿容量的关系,提出了根据相对电容效应系数来确定海缆无功补偿容量的方法,并将不同无功补偿方式下的效果进行了比较,通过仿真,验证了该方法的正确性。同时分析了风电场功率因数设定为1与-0.98时,相对电容效应系数与风电场出力的关系。当风电场功率因数为-0.98(超前)时,即风电场吸收一部分海缆的充电功率,结合高抗对海缆进行无功补偿,更能削弱线路的电容效应。因此,文中建议海上风电场功率因数设为负值(超前),与高抗联合对海缆进行无功补偿。     

风电场并网对电力系统稳定性影响

稳定性是影响大电网区域互联的关键性因素。随着风电场规模的不断扩大,其接入电网会对电力系统的稳定性带来一定影响。介绍了风力发电系统建模方法及风力发电机模型,分析了风电场并网对电力系统无功电压、潮流分布、电能质量、系统短路容量、调峰调频等方面的影响,并对电力发电技术发展新动向作了展望。     

考虑海缆影响的风电集群无功优化配置方法

针对海上风电集群的无功补偿配置问题,在充分考虑双馈式发电机(DFIG)的无功调节能力及机群拓扑结构对海上风电无功优化影响的基础上,计及高压海缆对地电容与匝间电容的影响,以降低海上风电集群有功功率损耗和使离散设备调节的成本支出最小为目标函数,将海上风电集群内各节点电压偏差作为罚函数,建立了适用于海上风电集群和高压海缆一体的无功优化模型,采用细胞膜优化算法分别计算DFIG额定功率和空载两种运行方式,得到无功补偿配置最优方案。算例分析表明,该算法有效可行。     

大型风电基地动态无功补偿对风电外送动态稳定性的提升作用研究

针对大型风电基地高压远距离外送存在的动态稳定性问题,采用时域与频域综合分析法研究作为风电场主要控制源之一的动态无功补偿对动态稳定性的提升与支撑作用,分析结果表明：充分利用动态无功补偿自动、快速调控无功出力的特性,响应因扰动激发出的基地外送的振荡模式,提供有效的无功支撑,进而提高阻尼特性、抑制低频振荡发生,支撑风电并网及送出。     

基于概率潮流的含风电配电网无功优化

考虑风电输出功率和负荷功率的随机波动性,建立了风电和负荷的随机模型。采用卷积计算和Cornish-Fisher级数展开来处理随机性因素,从而完成概率潮流计算;并建立以降低成本-效益比值和电压稳定指标L为目标的综合无功优化模型,基于概率潮流和多Agent系统的混沌粒子群算法(MACPSO)对该配电网进行无功优化。IEEE 33节点算例分析表明,所提无功优化求解策略有效可行,同时所提算法在无功优化中具有一定优势。     

联合动态无功补偿系统在风电场中的应用研究

针对目前风电场单独采用静止无功补偿器（SVC）或静止无功发生器（SVG）的缺陷,设计了一个由大容量SVC和小容量SVG组成的联合动态无功补偿系统。首先,阐述了联合动态无功补偿系统的结构;其次,对本文采用的无功协调控制策略进行了分析;最后,结合实际风电场参数,对联合动态无功补偿系统进行了仿真实验分析。实验结果验证了联合动态无功补偿系统补偿的有效性和合理性。     

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...