基于分层原则的风电场无功控制策略

针对由具有动态无功调节能力的变速恒频风电机组（包括变速恒频双馈异步风电机组和直驱永磁同步风电机组）组成的风电场,提出了一种新的电压无功分层控制策略。该策略由风电场局部区域某节点电压与参考值的偏差得到整个风电场的无功功率需求,并按等功率因数算法分配给各台风电机组,作为其无功功率控制目标参考值。参考值的实时整定过程考虑了风电场无功功率输出约束和功率因数约束。算例表明,所提出的策略既可抑制由周边负荷变化引起的控制点母线电压波动,又可抵御由局部电网故障造成的控制点电压跌落,具有维持风电场接入局部区域电网电压稳定的作用。     

计及时序递进的风电场多级无功电压协调控制策略

由于现行风电场汇集线路较长,缺少电源支撑、短路容量小,以及风电随机波动性的影响,风电场无功电压不协调问题进一步加深。针对这一问题,提出了考虑时序递进的风电场多级主从无功电压协调控制策略,并将该协调控制策略应用到新疆某地区风电场。通过无功电压协调控制方案现场试验可以发现,多级无功电压协调控制策略不参与动作时,并网点以及汇集母线处的电压较参与动作时的电压值明显偏大。     

计及静态电压稳定约束的无功优化规划

选择无功补偿设备投资和系统有功网损的综合费用作为目标函数，同时考虑满足电压水平和电压稳定性两个约束条件来探讨无功规划问题。选取用电压稳定裕度不低于某一个允许的最小稳定裕度来表示电压稳定约束。分别对正常运行工作点和电压崩溃点引入2组变量和潮流方程，从而使得电压稳定裕度可以用临界运行状态下负荷的总视在功率与正常运行状态下负荷的总视在功率之差来显式表达。该模型相对于传统无功规划模型的优势表现在能够根据稳定裕度的目标值直接求得在合理电压水平下的最佳无功补偿配置方案，但其优化模型的等式和不等式约束及变量的数目却大幅增加，使得计算量远大于传统的无功规划问题。在IEEE 14节点和118节点2个试验系统的计算表明，采用非线性原对偶内点法求解该模型时，其计算精度及收敛性都比较好。     

风电接入系统的电压越限薄弱节点综合识别

针对风电接入系统的电压安全问题,提出了一种电压越限薄弱节点综合识别方法。首先,引入拉格朗日乘数法快速计算节点电压越限临界点、静态电压安全域边界,提出了判别节点电压安全状态、强弱的有向电压安全裕度计算方法;然后,利用熵值法计算多风电场系统无功-电压灵敏度权重,提出对风电无功敏感的节点识别方法;最后,结合电压安全裕度和无功-电压灵敏度制定了电压薄弱节点综合识别方法。算例分析表明,所提方法对电压越限薄弱节点的识别更加全面,对系统电压安全运行具有一定指导意义。     

考虑风电机组电压均衡性的风电场无功优化策略

双馈风电场的拓扑结构对风电场电压的调控有较大影响,因此提出计及风电机组无功调整时机组机端电压偏差的无功优化方法,首先分析风电场内馈线电压、无功分布对机组机端电压的影响,建立以风电场并网点电压和机端电压偏差最小为目标的无功优化模型,然后利用网络分析法-智能粒子群法对所建模型求解。最后,以新疆某实际风电场为例进行仿真验证仿真。结果表明,该控制方法可增强风电并网点电压的稳定性,降低风电场内机组机端电压的偏差,提高风电并网的可靠性。     

互联电网自动电压控制系统协调变量设计

随着互联电网的联系不断增强,区域间电压、无功的弱耦合假设将不再成立。基于该假设设计的区域自动电压控制（AVC）系统如果不采取合理的协调策略,可能造成无功分布不合理,甚至控制振荡和不稳定等严重后果。基于对区域间联络线节点灵敏度关系的分析,提出了AVC系统间的一种新的协调变量———区域电压控制偏差（VACE）。该协调变量能够区分出无功扰动发生在本区域还是相邻区域,并能反映出本区域对相邻区域无功影响的方向和大小。利用该协调变量作为考核指标,可以方便地实现区域AVC系统的协调,明确各区域的控制责任,明显减小区域间的相互影响。新英格兰39节点系统的算例仿真说明,考虑VACE指标后,互联区域AVC系统的控制振荡得到抑制,区域发电机无功裕度分布更加均匀合理。     

高压无功补偿装置在风电场的应用

由于风电的波动性和不确定性,随着接入点风电容量的提高,风电对区域电网的影响急待研究。国家电网公司明确规定应在风电场集中装设无功补偿装置。该文通过风电场实例,介绍风电场动态无功的配置,对比结果表明,静止无功发生器(SVG)是一种综合治理电压波动和闪变、谐波及电压不平衡的装置,对改善电能质量起到重要的作用。     

考虑多分区无功电压优化的多Agent系统

针对电网分区管理的特点，采用以管理分区为计算单元的新的三级组织结构，将管理分区与优化分区有机结合起来，构建了多Agent系统。采用分解协调模型和辅助问题原理作为多Agent系统的算法，各分区并行计算，通过数据驱动的模型进行多Agent间的协商、协调，完成全网优化计算。文中以枣庄地区电网为例，建立了该系统的优化运行机制以及对现有多分区系统进行无功优化的方法。实际应用表明，该系统比不考虑多分区的优化方案加快了优化速度，降低了网损，提高了电压水平，为多Agent系统在大型电网无功电压优化中的应用提供了更加实用化的解决方案。     

基于蒙特卡罗仿真和电压安全约束的无功优化算法

传统的电压无功优化采用确定性方法，并且主要考虑经济性，而在规划阶段需要对运行方式的不确定性进行更深入的研究。文中提出了基于蒙特卡罗仿真和电压安全约束的无功优化模型，以尽量提高节点的电压水平作为优化的目标。算法采用非序贯蒙特卡罗仿真实现，考虑了系统各种可能的运行状态及其出现的概率。该模型的优化结果对提高节点电压水平和整个系统的电压安全性效果显著，使系统在电压安全的基础上达到经济优化。以IEEE可靠性标准测试系统为例进行了分析计算。算例表明：该模型和算法可行，结果合理且对电力系统的规划运行有重要的参考意义。     

兼顾接入地区无功需求的风电场无功控制策略

越来越多的风电并入电网后,对接入地区的电压影响也越来越大,为此,系统要求风电场能够对接入地区提供电压/无功支撑。文中提出了一种兼顾风电接入地区电压/无功需求的风电场无功控制方法。该方法以接入变电站低压侧电压作为控制电压,将风电场无功控制区分为正常控制区、异常控制区、紧急控制区和脱网控制区,并给出3种控制模式,即异常控制模式、紧急控制模式和故障控制模式。利用某一时段的控制电压平均值作为选择无功控制区的依据,并综合相邻2个时段的平均控制电压差值和接入变电站与风电场之间的通信情况选择无功控制模式。实际系统算例分析结果表明:所提出的方法能够合理调整风电场的输出无功功率,在很少的控制周期内将控制电压调整到合格范围,使一个测量周期内的平均电压合格,有效地为风电接入地区提供无功支持。     

双馈感应风力发电机网侧变换器低压运行与控制

电压型双PWM变换器用作双馈风力发电机的交流励磁电源在风力发电系统中得到广泛应用,但在电网故障时会引起电网侧变换器直流链电压波动,影响双馈感应风力发电机的不间断运行。分析了引起交流励磁发电机电网侧变换器直流链电压波动的因素,提出了在电压跌落时采用基于小波模型方法,通过引入恰当的前馈项,使流入母线电容的电流为零。与传统的前馈控制策略进行仿真比较分析,验证了改进的前馈控制策略能在负载突变和电网电压骤降的情况下,有效地控制变换器直流母线电压,提高了直流电压调节速度,减小了振荡幅值,同时也起到保护直流链电容的作用,提高了电力系统的稳定性。     

县级电网AVC系统的应用和技术特点

在县级电网系统中建立AVC（自动电压控制）系统可以对电网的无功电优化实现协调控制。本文重点介绍了县级AVC系统的结构、应用情况以及技术特点,得出了县级电网的AVC系统既要实现与上级AVC系统的协调、又要符合本地的实际情况的结论。     

水电厂自动控制功能与电网运行协调优化关键策略

基于水电厂自动控制功能与电网运行动态协调控制方法,提出了水电厂自动发电控制上、下振动区的具体算法和自动电压控制的双目标控制这2项关键策略,使水电厂自动控制功能可以配合调度指令,采用动态振动区的方式避免机组频繁跨越振动区,同时也接受动态的电压和无功功率约束双目标指令,从而达到与电网运行协调一致,最大限度地保证电网运行和电厂设备的安全。最后,以洪家渡水电厂自动控制功能的应用为实例,验证了所提出策略的有效性。     

电压无功自动控制系统在燃气电厂的应用

广东惠州天然气发电有限公司新投运的电压无功自动控制系统（AVC）是中国南方电网的首家试点工程。介绍了AVC自动装置的运行方式、调节原理、逻辑构成以及厂内各系统之间的通讯与控制方式。通过AVC自动装置的应用,使系统电压和无功储备保持在较高的水平,大大提高了电网的安全性和机组运行的稳定性。     

大型风电场对电力系统暂态稳定性的影响

对大型风电场接入后的电力系统暂态稳定性进行了研究。从理论上分析了基于双馈感应电机的风电机组的暂态稳定机理；基于双馈风电机组的动态数学模型，通过仿真计算研究了大型风电场并网对电力系统暂态稳定性的影响，分析比较了在同一接入点接入双馈风电机组与接入同步发电机组对电力系统稳定性的影响，仿真计算进一步验证了理论分析的结果；最后得出结论：基于双馈风电机组的风电场对电力系统暂态稳定性的影响要好于在同一接入点接入相同容量的同步发电机组。     

并网风电场公共连接点电压闪变分析

文章根据并网风电机组电能质量国际电工标准IEC61400-21的规定,给出了风电场在公共连接点处的闪变值计算方法.在此基础上,结合工程实例,对某风电场典型运行方式下在系统公共连接点处引起的电压闪变进行了计算和评估,得到了相关结论.     

不同异步风力发电机组的低电压穿越能力研究

为了对比不同异步风力发电机组的低电压穿越能力,给出了包括风速模型、风力机模型和异步风力发电机模型在内的风电机组模型和无功补偿装置(SVC)模型。建立了仿真风电场模型,分别仿真了两种典型异步风力发电机组未加装SVC和加装SVC时发生短路故障后的低电压穿越能力;针对仿真前后电压、有功功率、无功功率和转速的变化情况对两种异步风力发电机组的低电压穿越能力进行了对比分析。     

风电典型机型的闪变严重度分析

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。为此．根据定速机型、变速机型引起电压波动和闪变的原理及并网风电机组电能质量的国际电工标准IEC61400—21，讨论了测量风电机组输出闪变的方法，给出了两种典型机型的短时闪变严重度与风速的关系实验曲线，并对不同风速段的闪变成因进行了分析。结果表明，变速风电机组在高风速区域综合应用桨叶节距角和变流器控制实现输出功率的稳定能够减小短时闪变严重度，在低风速区域追求最佳风能利用系数将使闪变严重度值增高。     

基于PSO算法的电力系统优化研究

针对电力系统的无功功率优化问题,构建了多约束条件的目标函数。在电力系统的建模过程中,设定了电力系统的结构参数和负荷参数,并将设置负荷节点之间的电压越界参数、发电机无功越界参数设置为惩罚处置项;在PSO算法的设计中,设置了粒子状态、适应度函数以及惩罚权重参数。以具体结构的电力系统无功功率优化为实验对象,分别采用数学规划法、遗传算法和PSO算法进行优化。优化结果显示,PSO算法更能有效地降低电力系统的功率损耗,同时其收敛速度也最为理想。     

基于双馈型风力发电机组并网技术概述

主要介绍双馈型风力发电机组结构以及风电并入系统相关问题的研究,包括风电并网对电压的影响、对电能质量的影响、对电网稳定性的影响以及对发电规划和调度运行的影响等。