双馈风电机组运行方式对系统电压稳定性的影响

双馈风电机组运行方式的选择对并网系统电压稳定性有着重要影响,目前有恒功率因数和恒电压运行2种方式,其本质区别是无功调度和电压控制策略的不同。在建立双馈风力发电机的简化动态模型基础上,提出与2种运行方式相对应的控制策略,并运用静态连续潮流法、准静态时域仿真法以及时域仿真法分别研究不同并网方式下风电机组输出功率的变化对系统电压稳定性的影响。仿真结果表明,2种运行方式下系统电压均可维持在限定范围内,而恒电压控制方式由于充分发挥了双馈风电机组的无功调节功能,在改善系统电压稳定性方面比恒功率因数运行方式具有更大的优越性。     

SVG对双馈风电场电压稳定性的影响

近来,诸多风电场事故表明静止无功发生器(static var generator,SVG)是一种有效的无功补偿设备,可在故障期间防止风机脱网。介绍SVG的结构和工作原理,以及SVG的控制策略;然后通过分析SVG对实际风电场电压稳定性的影响,在DIg SILENT/Power Factory软件中建立含SVG的实际风场模型。仿真结果表明SVG能有效地提高风电场在不同运行工况下的电压稳定。     

基于EMTP-RV电网电压对称跌落对双馈风电机组影响分析

为了研究电网三相电压对称跌落对双馈风电机组运行特性影响,从磁链守恒定律出发,定性分析了电网电压对称跌落时双馈风电机组定、转子输出的有功功率和无功功率、电磁转矩、机械转矩、转速以及直流电容电压等电磁分量的变化情况。并采用了定子电压定向矢量控制技术,在EMTP鄄RV中搭建了双馈风力发电机组的并网模型,仿真分析了电网电压发生40%～1s对称跌落条件下双馈风电机组的各个电磁量的变化情况,结果验证了理论推导的准确性。     

基于分岔理论的含双馈风电机组的电力系统电压稳定性分析

为了研究含双馈风力发电机组的电力系统电压失稳的机理,本文以3节点电力系统为例,建立了含双馈风电机组电力系统的简化数学模型,采用局部参数延拓法追踪系统的平衡解流形,在此基础上基于分岔理论并结合时域仿真分析了系统电压失稳乃至崩溃的发生发展过程,揭示了系统随参数变化而引起的电压稳定性和解的结构变化的非线性动力学本质,确定了在几种不同风速情况下系统的分岔点和电压崩溃临界点,并且分析了风速变化对系统电压崩溃临界点的影响。分析结果表明,该系统中存在着Hopf分岔、同宿分岔、普通静分岔和鞍结分岔现象;这些分岔现象是导致系统电压失稳及崩溃的动力学本质;并且风速的变化会对系统的电压稳定裕度产生影响。     

不平衡电压对双馈风电机组变频器的影响

为了研究电网电压不平衡时双馈风电机组运行特性,从分析负序基波电压对交直交变频器影响入手,得出了网侧变频器的交流侧电压会产生奇数次谐波,直流侧电容电压会产生偶数次纹波分量,双馈电机的电磁转矩和定子输出有功功率出现偶数次频率的分量。负序分量会造成网侧电流畸变,恶化电能质量。     

基于电压源型和电流源型双馈风电机组稳定性对比分析

随着风电机组装机容量的增加,风电在弱电网下的稳定运行问题日益严重.双馈感应发电机(doubly-fed induction generator,DFIG)机侧采用电压源型控制方式相较于电流源型控制方式,具有主动提供频率和电压支撑的能力,从而受到广泛的关注.鉴于此,首先根据电压源型DFIG系统和电流源型DFIG系统的控制...     

基于双馈风电模型的电压稳定性研究

在电力系统仿真软件PSASP6．25中建立了基于双馈式风力发电机组的模型,仿真计算了新疆达坂城风电场中风机模型为双馈式风电机组模型条件下,在阵风、渐变风、随机风时风电场接入对电网电压稳定性的影响。     

基于双馈机组的风电场对电网暂态电压稳定的影响研究

本文结合新疆电网实际情况,在DIg SILENT/Power Factory仿真软件环境下,对双馈风力发电机组的风电场接入系统后的暂态电压稳定性的影响进行了研究。详细阐述了双馈风力发电系统在DIg SILENT/Power Factory中的电气模型,通过仿真不考虑桨距角控制,仅采用转子变频器暂态电压控制器,以及采用转子变频器暂态电压控制器结合桨距角控制两种情况,验证了双馈转子侧暂态电压控制器及桨距角控制来改善双馈风力发电机组暂态电压稳定性的作用。     

双馈风电机组振荡模态与影响因子的关联分析

目前对风电振荡模态的研究建立在对风机系统建模的基础上,但建模时所考虑的外界因素有限,分析风电机组实测数据,对功率实测数据中的相应振荡模态与风速和并网电压等因素之间的关联关系进行研究。在对现场测得的风机机组输出功率数据分段之后,采用Prony方法分析功率中含有的振荡模态,并依据小信号分析结果对相关振荡模态进行提取;同时用K-Means算法将实测序列数据按风速和电压进行聚类;最后利用Apriori算法讨论风速/电压聚簇与振荡模态之间的关联规则,并对振荡模态进行预测。关联分析结果表明,风速/电压波动聚簇数对关联规则影响较大,在最佳聚簇数的条件下,部分风速/电压聚簇可分析出输出功率含有特定振荡分量,预测结果与实际情况吻合。     

三相电压对称跌落双馈风电机组转子电压特性分析

针对电网故障产生的三相电压对称跌落,通过对电压跌落期间双馈风电机组（Doubly fed induction generator,DFIG）磁链和转子电压动态过程的详细论述,揭示了转子侧变换器在电压跌落期间不能提供足够的控制电压是造成转子侧过流的根本原因.以一台商用风电机组为例,得出电网电压不同程度跌落时,转子电压最大幅值-转差率特性,并计算出转子侧变换器所能输出的最大理论幅值.最后提出增强双馈风电系统在电压跌落期间运行能力的控制对策和保护措施.     

双馈风电机组对并网电力系统暂态稳定性的影响模式分析

分析了双馈风电机组(doubly fed induction generator,DFIG)的励磁特性和暂态响应特性,指出由电磁暂态特征主导的DFIG暂态响应过程快速灵活,不具备类似于传统同步发电机组的功角特性,使其与系统内的同步发电机组间无法构成互同步机制,揭示了DFIG与同步发电机在暂态行为上的本质区别。基于此提出了DFIG以类似于非线性功率源功率的方式参与影响系统暂态稳定性的基本模式,其有功功率和无功功率的暂态特性成为其参与影响系统暂态功角稳定性和暂态电压稳定性的基本方式。基于PSCAD/EMTDC的仿真结果验证了上述理论分析的正确性,指出DFIG将改变同步发电机组的暂态有功功率输出并导致系统惯性的缺失,从而影响系统内同步发电机组的功角稳定和振荡模式;另一方面,DFIG的暂态无功功率补偿能力决定了其对系统暂态电压稳定性的影响,同时通过改变同步发电机组的暂态有功功率响应来进一步影响系统暂态功角稳定性。     

电网电压骤降恢复对双馈风电机组连锁脱网的影响

针对风电低/高电压连锁脱网问题,建立了考虑电网电压骤降恢复阶段的暂态数学模型并对其动态特性进行了分析,详细剖析了该阶段对连锁脱网中高电压穿越过程的影响。电压骤降过程中将会产生定子磁链自由分量,而该分量是考虑电网电压骤降恢复阶段的关键因素。因此,以定子磁链自由分量为切入点,推导出了考虑该阶段的定、转子电流表达式,详细分析并量化了该阶段产生的定子磁链自由分量及不同的故障参数对高电压穿越过程的影响。最后,仿真验证表明了推导的定、转子电流表达式的合理性和暂态模型的正确性。     

弱电网下基于混合控制型双馈风电机组稳定性分析

随着风电渗透率的提高,电网逐渐呈现弱电网特性。传统的电流控制型双馈风力发电机(current controlled doubly fed induction generator,CC-DFIG)组由于锁相环的影响,难以在弱电网下稳定运行。混合控制型双馈风力发电机(hybrid controlled doubly fed induction generator,HC-DFIG)组定子侧采用功率同步的方式,适合在弱电网下运行。为进一步对HC-DFIG的稳定性进行分析,运用D分割法,在多重稳定条件的约束下,得到HC-DFIG的控制器参数稳定范围和控制器参数变化对DFIG稳定性的影响,以及HC-DFIG和CC-DFIG两种控制策略适合运行的电网短路比范围,并设计两种策略的交替切换来提高DFIG并网稳定性。最后通过仿真和实验进行验证。     

电网故障时双馈风电机组定子电压特性及影响分析

随着以双馈风力发电机为主的风力发电的大规模并网,电网故障期间并网双馈风电机组对电网的影响不断显现,使电网安全稳定运行面临着严峻挑战。为了有效评估双馈风电机组的暂态过程及其对电网的影响,需要掌握电网故障期间双馈发电机机端电压的大小及变化规律。基于双馈发电机的暂态过程,推导了稳态运行以及外部电网三相短路下双馈发电机定子电压的表达式。在此基础上,对双馈发电机定子电压的暂态特性进行了研究,明确了定子电压的影响因素,分析了电网故障时双馈风电机组对电网暂态电压分布的影响。最后通过仿真进一步分析了定子电压的变化规律并验证了推导的正确性。     

电网电压不对称跌落下双馈风电机组转子电压分析

在实现低电压穿越的过程中,双馈感应发电机(DFIG)定子始终与电网相连,电机在电网电压跌落和恢复作用下的磁链动态响应会引起转子过电压,威胁转子变流器的安全,导致低电压穿越失败。文中基于DFIG动态模型,针对电网电压三相不对称跌落,提出了根据正序和负序电网电压分别求解电机定子磁链和转子电压动态响应的方法,采用电机定子磁链和转子电压矢量轨迹图直观地描述了电机动态响应过程,并给出了转子电压在不对称跌落期间的稳态值、不同跌落和恢复时刻下的最大值和最小值。相应的DFIG仿真结果验证了所述理论分析的正确性。最后,提出了一种转子有源Crowbar电阻的设计方法。     

基于模态法的静态电压稳定性分析

提出了基于模态法的静态电压稳定性分析的新方法,通过建立模态法的静态电压稳定分析数学模型,求取潮流方程雅可比矩阵的最小特征值及其相对应的特征向量,以最小模特征值来间接评估系统的静态电压稳定裕度,并在此基础上提出了参与因子指标,计算各个节点在最小特征值下的节点参与因子来找出哪些节点或区域的电压稳定性较差.通过对某大型电网进行研究,得到其相应的电压薄弱区域,并与灵敏度分析法所得到的结果进行对比,结果基本一致,从而验证了本文方法的合理性与有效性。     

大型变速双馈风电机组动态稳定性仿真分析

介绍了变速双馈风力发电机组的基本结构,建立了双馈风电机组在dq坐标系下的动态数学模型。应用MAT-LAB/Simulink搭建了系统仿真模块,对大型双馈风力发电机组的动态稳定性做了仿真研究。仿真结果表明了所建模型的正确性,以及在风电系统中利用变速技术后可以大大提高风能的利用率,改善了电力系统稳定性,并说明了变速双馈风力发电机组具有具有良好的动态特性和低电压穿越功能,为今后大型风电场的建立提供了可靠的理论依据。