风力发电场最大注入功率的仿真研究

风力发电场并网运行会降低电网的稳定性和电能质量。因此,在建立风力发电场仿真模型的基础上,通过仿真软件对不同运行方式下系统电压、频率的波形分析,探讨了电网中风力发电场的最大注入功率问题,给出了分析这一问题的简单的思路和方法,得出结论：系统节点电压和频率随风力发电场注入功率的变化而波动,且频率的波动更易超出系统稳定的约束界限;电力系统计算机辅助设计（PSCAD）仿真模型能较好地模拟网络各种动态过程,比应用MATLAB等仿真软件更接近于真实系统,适用于风力发电场具体问题的研究。     

双馈式风力发电机与VQC的电压无功协调控制方法研究

在对双馈式风力发电机网侧交流器有功无功解耦控制与变电站电压无功综合控制装置VQC工作原理及控制策略掌握的基础上,以含双馈式风力发电机的并网风电场为主要研究对象,提出一种基于十三区图控制策略的双馈式风力发电机与VQC协调控制方法,并且通过仿真软件搭建双馈式风力发电机与VQC协调控制系统的仿真模型验证了该控制策略的有效性和可行性.     

基于磁链作为状态变量的饱和异步电机模型

随着风力发电的快速发展,风力发电场的短路故障分析研究引起了越来越多的关注。其中,风力发电机的短路电流计算对于风电场的保护和电力系统的稳定有着十分重要的意义。因此,风力发电场的故障分析和继电保护整合对风力发电机模型提出了更高的要求。本文研究了第一类风力发电机——异步电机,建立了以磁链作为状态变量的异步电机模型,并着重分析了磁路饱和下的异步电机模型。通过与传统异步电机dq模型的比较,该模型有效地提高了模型的运算精度和仿真效率。     

UPFC提高异步风电机组故障穿越能力的分析

针对并网风电场故障期间无功不足的问题,采用新型动态无功补偿装置是必然趋势。根据异步风力发电机模型、统一潮流控制器（UPFC）的工作原理与控制策略,建立了含UPFC装置的风电场并网系统仿真模型。仿真对比分析了异步风电场安装SVC和安装UPFC装置时发生短路故障后的故障穿越能力;分析了暂态过程风电机组超速的原因,并研究了异步风力电机组成的风电场故障前后电压、功率和转速变化情况。仿真结果表明,与SVC相比,新型无功补偿装置UPFC作为风电场无功电源,其响应速度更快,风电场暂态稳定性得到更好地改善。     

基于VSC-HVDC的风力发电场交直流混合并网技术

提出了一种基于电压源换流器的直流输电系统的交流、直流混合风力发电场并网技术。分析了风力发电机的变桨距控制原理和电压源换流器的直流输电系统的控制策略,讨论了并网风电系统的潮流控制,建立了基于PSCAD/EMTDC的风力发电场模型、电压源换流器的直流输电系统模型以及控制系统模型,研究了风力发电场输出功率变化条件下,整个并网系统的动态响应。理论分析和仿真结果表明,电压源换流器的直流输电系统风力发电场并网系统能够解决并网风力发电场对本地电网稳定安全性、电能质量方面的影响,还能够提高并网风力发电场的输送容量,更加方便地实现对风电潮流的控制。     

双馈风力发电场对电网暂态无功补偿的研究

双馈风力发电机组可以根据电网需求调节风电场的无功功率,但是其控制属于调度管理层次,是分钟级或更长时间尺度下的无功控制技术。本文主要提出了一种用于双馈风力发电场的暂态无功补偿控制技术,针对电网故障时并网母线电压异常波动,运用所提出的控制策略,实现系统暂态意义下的无功调节并有效地抑制电网电压跌落。通过MATLAB/Simulink进行建模,对比说明电网故障时引入暂态无功补偿控制技术的效果,仿真和实验结果验证了该控制策略的有效性。     

澳仔山风力发电机塔筒超限运输的设计

提出在福建东山澳仔山风力发电场建设中风力发电机塔筒安全运输到风电场安装位置的方法。     

含不同风电机组的风电电网仿真研究

为了研究包含恒速异步风力发电机和双馈异步风力发电机的风电场对电网的影响,应用Matlab 7.0建立了含不同风电机组的风电场动态模型。分析了风电场对电网暂态稳定性的影响,风电机组电压恢复情况,有功、无功变化情况,以及不同风电机组的低电压穿越能力。仿真结果表明：双馈异步风力发电机变速平稳、低电压穿越能力较强,有利于优化电能质量;当电网发生故障时,应针对不同的风电机组采取不同的控制策略以提高电力系统稳定性。     

滑模控制在双馈风力发电机功率解耦控制中的应用

双馈风力发电机（DFIG）并网后的功率解耦控制是实现最大风能追踪的关键。针对DFIG的功率解耦控制进行研究,将滑模控制（SMC）与比例积分（PI）控制相结合,得到一种新的双馈风力发电机功率解耦控制策略。控制系统包括PI功率控制环节和滑模电流控制环节。该策略解决了传统的双闭环串级PI控制参数很难整定的问题,同时也提高了整个系统的动态响应和鲁棒性。用PSCAD仿真软件对DFIG并网后的功率解耦控制进行相应的仿真研究,验证该控制策略的正确性。     

滑模控制在双馈风力发电机动率耦控制中的应用

双馈风力发电机(DFIG)并网后的功率解耦控制是实现最大风能追踪的关键.针对DFIG的功率解耦控制进行研究,将滑模控制(SMC)与比例积分(PI)控制相结合,得到一种新的双馈风力发电机功率解耦控制策略.控制系统包括PI功率控制环节和滑模电流控制环节.该策略解决了传统的双闭环串级PI控制参数很难整定的问题,同时也提高了整个系统的动态响应和鲁棒性.用PSCAD仿真软件对DFIG并网后的功率解耦控制进行相应的仿真研究,验证该控制策略的正确性.     

风电集群有功功率控制及其策略

鉴于大规模风电并网的集中控制和精细化调度要求,文中基于区域有功功率分层调度思想,设计了风电调度中心站—风电集群控制主站—风电场控制执行站3层体系架构的风电集群有功功率控制系统,并给出风电集群控制主站和各场站间控制接口的设计方案。继而考虑风电场、分散接入风电机组的调节性能差异,针对运行实际需求提出一套面向集群控制主站的有功功率控制策略,实现风电场有功控制模式的在线决策和相应模式下的有功功率指令值的在线快速计算,并验证了控制策略的有效性。所建系统可实现风电集群内风电场、分散机组的统一调度与监控,并且在充分利用电网接纳风电能力的同时提高集群运行的经济性,有效解决目前风电分散控制导致的资源浪费、协调困难等问题。     

基于MCR的风电场动态无功补偿控制策略

近年来风电场数量及装机容量快速增长,风电接入系统给电网带来了越来越显著的影响。无功补偿作为改善风电场电能质量,提高系统运行稳定的重要措施,在风电场得到了广泛的应用。文章提出了一种基于风电场动态无功补偿装置的无功电压控制策略。通过测量并网点电压,充分利用MCR的连续调节特性,与FC投切相配合,满足风电场系统的无功电压需求。最后结合某含有MCR的实际风场进行了仿真分析,验证了所提出的策略正确性。     

电压源型直流输电变流器的直接功率控制研究

针对风电场并网电压源直流输电系统,在αβ坐标系下VSC-HVDC系统离散化数学模型基础上,结合瞬时功率理论和空间矢量脉冲宽度调制,提出了一种适用于VSC-HVDC系统的新开关表的直接功率控制。其中,风电场侧采用定有功功率和无功功率,电网侧采用定直流电压和无功功率,利用MATLAB/Simulink搭建相应的仿真模型,通过对有功、无功阶跃突变工况的仿真分析,验证了该方案的有效性和可行性,为风电场并网电压源高压直流输电系统提供了一种可行的控制方案。     

基于VSC-HVDC并网风电场的低电压穿越技术研究

VSC-HVDC系统应用于大规模风电集中并网、远距离输送时,要解决电网故障时风电场的低电压穿越(LVRT)问题。为此,提出VSC-HVDC系统与风电场的协调控制策略。低电压穿越期间,通过HVDC两端变流站对电网提供无功支持并采用基于频率控制的快速功率降低算法控制风电场馈入功率,维持直流线路功率平衡。同时,提出风电机组分层控制,使之与HVDC功率控制相协调,保持风电机组的电压稳定。VSC-HVDC系统与风电场间无需通信连接,无需增加设备投资,具有较好的经济性。最后,算例仿真结果验证了该控制策略的快速性和有效性。     

风电场一次调频分层协调控制研究与应用

大规模并网风电场参与一次调频是电网为保证自身安全做出的必然选择,有功响应的快速性和稳定性是风电场需要解决的关键问题。提出一种基于分层架构的风电场参与电网一次调频的控制策略。在风电机组控制层,提出了一种改进的带惯量补偿的有功控制策略,提高一次调频的响应速度。在风电场控制层通过改进的惯量响应协调控制和功率备用控制策略,避免电网频率出现波动,并满足不同风况下备用功率的要求。基于Matlab/Simulink建立了含风电场的电力系统仿真模型,仿真结果表明风电场具备全工况条件下参与电网一次频率调整的能力。最后在某49.5 MW风电场现场验证了所提控制策略的有效性。     

超导储能装置应用于风电场平滑功率输出的研究

建立了风电机组和超导储能(superconducting magnetic energy storage,SMES)装置的数学模型以研究SMES对并网风电场运行稳定性的改善。针对风电系统中经常出现的联络线短路故障和风电场的风速扰动,提出利用SMES安装点的电压偏差作为SMES有功控制器的控制信号的策略。并搭建了风电场接入电网后的仿真模型,对实例系统进行的仿真计算结果表明,SMES采用该控制策略,不仅可以在网络故障后有效地提高风电场的稳定性,而且能够在快速的风速扰动下平滑风电场的功率输出,降低风电场对电网的冲击。     

风电场群的无功电压协调控制策略

现有风电场无功电压控制模式仅考虑单个风电场的无功平衡,无法兼顾大型风电基地的电压综合控制需求.文中提出了风电场群的无功电压协调控制思路,以风电场群的汇集站为电压中枢点,以各风电场升压变压器的高压侧电压为约束,协调各风电场的无功调节装置动作.协调控制策略以多目标的优化模型为基础,应用遗传算法求解.对典型风电场群汇入系统的仿真分析表明,协调控制策略在提高电网的安全性和经济性方面较传统的各风电场单独控制策略具有较大的优越性.     

双馈风电场自动电压协调控制策略

依据当前风速与电网状态进行实时在线的电压无功控制(VQC)是大型风电场参与系统优化运行、改善局部电网电压水平的关键技术.以风电场自动电压控制(AVC)的3层结构模型为基础,讨论了升压站集中补偿设备和双馈风力发电机的协调控制策略.针对双馈风电场AVC优化,借鉴变电站综合无功控制方法,采用近似线性化方法推导出一种风电场AVC的分区图简化策略,为风力发电机群与集中补偿设备的协调优化提供了一种新型实用化方法.进一步考虑风能随机性与波动性的影响,对分区图策略进行了改进.该改进可显著提高电压合格率,减少设备调节次数.对中国北方某风电场仿真计算验证了所提出的模型与方法的有效性.     

受端多端的混合直流系统输送风电的控制策略研究

目前大规模风电场均采用风火打捆直流孤岛外送的输送方式,而对于没有风火打捆条件的风场,特别是海上风电场,采用风火打捆方式输送风电将会大大增加投资,甚至是不可行的。考虑到晶闸管器件在整流侧的优点以及在逆变侧容易发生换相失败故障,结合IGBT的全控特性,提出了受端多端的混合直流系统输送风电的控制策略。该策略整流侧采用传统直流器件,逆变侧采用VSC器件,根据两者之间的特性,给出了拓扑图和控制流程图,提出了主从控制方式。该策略既充分利用了整流侧传统器件的容量,也利用了VSC的可控特性,从而实现将波动的风电输送至负荷中心。某实际风电场的规模数据搭建了仿真模型,并对仿真结果进行分析。仿真结果验证所提策略的有效性。