海上全功率风电机组精细化阻抗建模及机网侧耦合分析

全功率风电机组已成为海上风力发电机的主流机型,其动态特性对系统稳定性的影响逐渐凸显,存在引发实际工程宽频振荡的风险。该文基于模块化、多端口的频域建模方法,建立计及机侧系统动态的全功率风电机组交流侧精细化多入多出(multi-inputmulti-output,MIMO)序阻抗模型。定义机网侧耦合度,量化分析全功率风电机组机网侧系统的耦合特性、影响因素及对并网稳定性的影响。研究表明,较快的机侧变流器电流内环和转矩外环会降低机网侧耦合度,使机侧系统更趋向功率源特性;忽略机侧系统动态会导致全功风电机组并网稳定性的分析结果存在误差;通过改变机网侧系统耦合度可改变机侧系统向网侧提供的阻尼,从而影响全功率风电机组并网的稳定性。     

大规模风电汇集系统小干扰稳定性研究综述

大规模风电汇集系统网架结构复杂、风机数量众多、控制环节多样,既可能与外部电网的串补装置、直流输电、弱交流线路、火电机组发生动态交互,亦可能存在内部风电机群之间、风机不同控制环节之间的动态交互,深入探究其小干扰振荡的产生机理、振荡特性、影响因素对电力系统的安全稳定运行至关重要。文章从大规模风电汇集系统与外部电网动态交互引发的小干扰振荡、大规模风电汇集系统内部小干扰振荡2个方面梳理回顾了风电汇集系统小干扰稳定性研究的历程和主要研究成果,评析了目前主要研究方法的优势及缺陷,并探讨展望了大规模风电汇集系统小干扰稳定性领域未来的研究方向。     

风电机组接入对系统小干扰稳定性的影响研究

针对大规模风电并网后系统小干扰稳定性的变化情况,通过简单系统算例仿真,详细分析了不同风电渗透功率水平下,分别采用固定转速风电机组、双馈感应风电机组和永磁同步直驱风电机组并网对系统阻尼特性的影响,并且通过实际系统仿真算例,验证了分析结果.结合定速风机、双馈风机和直驱风机的仿真结果进行对比分析,对考虑风机并网后系统动态特性因素的风电机组选型提出了建议.     

双馈风电机组动力学特性与电力系统动态行为的交互影响分析

风力发电是目前利用可再生能源最有效方式之一。风电渗透率的不断提高使其对电力系统的影响更加明显,研究其动力学特性与电力系统动态行为的交互影响确保电力系统的稳定运行具有重要意义。首先基于完整的双馈风电机组数学模型,在IEEE 4机2区域系统上,采用特征根分析和时域仿真分析研究了双馈风电机组参数的变化对系统动态特性的影响,分析了调速器参数对风电并网后系统动态响应的影响,并从DFIG并网接入点、并网容量以及联络线传输功率等多方面研究了其与电力系统的交互影响。结果表明:双馈风电机组并网后,调速器的加入可以改善系统的动态响应;适当地增大双馈风电机的定子电阻,有利于系统的稳定;双馈风电机组的并网接入点、联络线传送功率以及出力水平对系统的鲁棒性有不同程度的影响。     

基于PXI技术的全功率风电变流器监测系统

在风力发电并网全功率变流器的研发过程中,为了测试和验证变流器的运行性能,需要一个变流器监测系统,不仅能够满足大量通道的高速数据采集,同时还要具有故障报警、录波、以及数据分析的能力。提出了并实现了一种基于PXI技术的3 MW全功率变流器监测系统以满足上述的要求。详细描述了监测系统软硬件的实现方法,并且给出了大数据量监测系统的实时性问题的软件解决方法。在最后,给出了监测系统在3 MW变流器实际调试过程中捕捉并记录下变流器故障的实例,表明了所提出的变流器监测系统的实效性。     

变速抽水蓄能和直驱风电系统的阻抗建模及稳定性分析

变速抽水蓄能和直驱风电联合运行系统中存在多种电力电子装置,且运行工况复杂,亟须对该类系统的稳定性进行深入研究.在构造双馈感应电动机小信号模型时,把双馈感应电动机转速作为变量,并引入水泵水轮机小信号模型,建立了d-q-0坐标系下联合运行系统的宽频段阻抗模型;同时对不同工况、不同参数下的系统稳定性进行了相应的分析.分析结果...     

低温对风杯式风速计测量风电机组功率特性的影响研究

风杯式风速计是风电机组功率特性测试中最常用的测风设备,其测量准确度直接影响到风机功率曲线的测试结果。根据风杯式风速计测量风速的原理,温度会对其测量准确度产生影响     

不同类型风电机组对小干扰和暂态稳定性的影响

随着风电装机容量在电力系统中渗透率的逐步提高,其对电力系统的影响越来越明显。这样,就很有必要系统地分析风电机组对电力系统小干扰和暂态稳定性的影响,以便研究针对性措施。在此背景下,对3类常见的风电机组接入后的电力系统稳定性进行了系统的比较研究。首先给出了这3类风电机组的动态模型,之后以美国西部联合电力系统(WSCC)3机9节点系统为例,采用特征值分析和动态时域仿真方法,系统地比较了在同一母线接入异步风电机组、双馈风电机组、永磁直驱风电机组与接入同等容量同步发电机组对小干扰稳定和暂态稳定性的影响。研究结果表明,3类风电机组并网对小干扰稳定和暂态稳定性的影响程度均有所不同。     

基于MPPMSG及混合式3L变流器的新型风电变换系统的设计和比较

在MW级大功率直驱风电系统中,发电机出口电压等级经常采用较低的690V,因此额定电流等级比较高,这对于全功率变流器设计是不利的。常规的解决方案是采用传统的两电平变流器并联来分摊容量,但是这是一种效率不高的解决方案。相比之下,多电平变流器具有较高的效率以及优越的谐波性能,只是在低压应用中半导体成本很高,而且还存在电容电压平衡控制的问题。提出一种基于直驱多相永磁同步发电机（MPPMSG）的三电平混合式变流器的拓扑方案,用以替代传统的三相发电机和两电平变流器并联的方案。通过三电平变流器的串并联组合,这种新方案不仅能够克服三电平变流器电容中点电压平衡和三倍基波电压脉动,而且其成本也与常规两电平并联方案相当,最重要的是这种方案具有较高的效率。详细讨论了这种技术方案的拓扑结构、参数设计、电容平衡控制以及损耗等问题。     

基于MPPMSG及混合式3L变流器的新型风电变换系统的设计和比较

在MW级大功率直驱风电系统中,发电机出口电压等级经常采用较低的690V,因此额定电流等级比较高,这对于全功率变流器设计是不利的.常规的解决方案是采用传统的两电平变流器并联来分摊容量,但是这是一种效率不高的解决方案.相比之下,多电平变流器具有较高的效率以及优越的谐波性能,只是在低压应用中半导体成本很高,而且还存在电容电压...     

双馈风电机组对电力系统低频振荡特性的影响

风电装机容鼍的增长使其对电力系统的影响更加明显,因此研究风电对电力系统小干扰稳定及低频振荡特性的影响,对确保电网的稳定运行具有重要意义.建立了完整的双馈风力发电机组(doubly fed induction generator,DFIG)模型,以WSCC 3机9节点电力系统为例,采用特征值分析方法,分析了双馈风电机组并网后对电力系统低频振荡特性的影响.分析结果表明,双馈风电机组在3种小同的运行模式下接入电网时,其出力和机端电压控制环节对电力系统低频振荡模态特性的影响在趋势和程度上均具有明显差异;合理设计风电机组机端电压控制环节的参数会有助于改善区域问振荡模态的阻尼.     

搜寻者优化算法在含风电机组系统最优潮流中的应用

针对风力发电机组并网后电力系统的最优潮流(OPF)问题,将搜寻者优化算法(SOA)应用到最优潮流计算模型之中。通过分析风力发电机的稳态数学模型,根据功率守恒原理,得到异步风电机组有功无功出力的表达式,考虑到风电机组的特点,将其作为电压静特性节点处理。建立综合系统经济性和安全性的最优潮流计算的目标函数,该目标函数由网损和静态电压稳定裕度两部分组成,并将搜寻者优化算法运用到最优潮流模型的求解中,并制定该算法的计算流程。算例表明,提出的模型和算法是可行的。     

双馈风电机组无功控制方式对系统频率稳定的影响

以PSS/E和PSS/E WIND为平台,建立了基于双馈感应发电机的风电场等值模型,结合一个含两座大规模风电场的算例系统,仿真分析了双馈风电机组（DFIG）两种无功控制方式对系统频率稳定的影响.研究结果表明,无论是风速扰动、负荷扰动还是短路故障,与恒电压控制方式相比,恒功率因数控制均有利于系统的频率稳定.     

鼠笼型全功率风电变换器控制策略研究与实验

全功率风电机组的发电机定子侧通过双PWM变换器接入电网,相比双馈型发电机组具有更好的抗电网电压波动能力.在低电压穿越过程中发电机和机侧变换器几乎不受电网电压变化的影响,因此低电压穿越控制策略相对双馈型发电机组而言较简单,且更易于实现.机组并网输入有功功率和无功功率控制主要在网侧变换器中实现,无功功率调节简单方便,可实现...     

大规模风电并入电网对电力系统的影响

研究了风力发电机组并网及风电场对当地电网电能质量的影响,对接入电力系统的影响。分析了风电机组的输出功率特性,分析了风电机组对谐波、电压波动与闪变、电压跌落的影响。讨论了风电场对电力系统调频调峰的影响、对稳态电压的影响、对保护系统的影响,分析了不同风力机的设计方案和选型对电网电压的影响。指出控制系统的设计和优化对改善风电的电能质量,减小对电力系统的影响有积极的作用。     

大规模风电接入下风电机组切机措施研究

风电接入比例增加,使得电力系统在某些严重故障下必须考虑风电(wind turbine generator,WTG)的切机措施。分析了风电机组和常规火电机组与系统电磁耦合关系的差异性;基于此,分析了风机和常规火电机组切机措施在保持系统稳定效果上的差异性。结果表明常规火电机组获得的加速能量大于风电机组(主要是双馈式风机),所以从保证切机后的功角稳定出发,应适当增加火电机组的切机量。对风电机组的频率和电压控制能力的分析表明：为保持故障后系统的正常运行,常规火电机组的切机比例也不宜过高;此外,风电机组出力的波动特性也将不可避免地影响切机措施的效果,为解决该问题,提出了考虑风电切机的切机措施的实时调整策略。     

风电场风机控制系统组网解决方案

文章结合实际工程设计对风电场的组成、网络设备要求、风机控制系统的采集信息、风机组网方案及监控平台进行论述.组网方案中利用风机间的OPGW组织以太环网拓扑结构,既保证信息传输的可靠性,同时将采集的电压、电流、风向和风速等信息送至控制中心,为控制中心的监视和控制提供了基础平台.