STATCOM在风电并网系统电压稳定性中的应用研究

随着风电的大规模接入,风电场给系统造成了电压跌落,甚至电压崩溃等不利的影响。准确地评估风电并网系统中节点的电压稳定性,是非常有必要的。提出了一种改进的节点电压稳定指标,将静止同步补偿器STATCOM应用于风电并网系统,为了较大限度地提高系统的电压稳定性,采用FACTS最佳安装位置的选择方法,以该节点电压稳定指标和连续潮流技术为基础,有效地确定STATCOM的最佳配置地点。通过对风电场接入IEEE14节点系统算例的仿真分析,验证了该节点电压稳定指标的有效性与可行性。     

风电场的功率波动对电网电压稳定性影响研究

由于风电场输出功率具有波动性和间歇性的特点,其并网运行必然会对电网电压稳定性造成影响.以某地区风电场为研究对象,分析了其功率波动对电网电压的影响.通过设置不同无功补偿装置人工(机械)投切电容、SVC和STAT-COM,应用PSCAD软件分析了其对改善电网电压的影响,通过对比不同情况下风电场出力从0％逐渐增至100％的各母线的电压变化曲线,得出不同补偿装置对电网电压稳定性的改善效果.     

VSC-HVDC适应感应电动机负荷稳定性研究

日益增长电网负荷中心含有的感应电动机负荷,因其高度非线性和动态特性,给电力系统带来严重的电压失稳甚至崩溃的风险。文章通过研究感应电动机负荷特性,分析其与电力系统稳定的关联性。同时基于柔性直流系统功率传输可控特性,研究了一种柔直紧急支援控制策略,通过适当改变控制指令值调节交直流线路间的交换功率,从而实现负荷以及系统的稳定。最后通过PSCAD/EMTDC平台搭建某城市局部交直流系统模型,针对不同感应电动机负荷比例进行仿真分析。经验证,柔性直流系统采用该控制策略能有效提升电网感应电动机负荷稳定水平。     

向无源网络供电的VSC-HVDC电压下陷问题研究

建立了基于同步旋转坐标系下向无源网络供电的VSC-HVDC暂态数学模型,研究了无源侧负荷发生变化时引起电压下陷的规律。为了减小下陷程度提高向无源网络供电的电能质量,在定交流电压控制的稳态模型基础上引入了微分-跟踪器(TD)和延时补偿环节,使无源侧负荷发生波动时负载电压波动处于理想范围之内。基于PSCAD/EMTDC的数字仿真对负荷变化时采用不同控制方式时的的电压工况进行了仿真验证,研究表明,改进之后的控制方式能够较好的解决电压下陷问题,证明了该方法的有效性。     

基于VSC-HVDC的电力系统频率稳定控制策略

针对电力系统在典型故障与扰动下表现出的“暂态失稳”现象,提出了一种基于VSC-HVDC的电力系统频率稳定控制方法。考虑某大规模发电厂通过VSC-HVDC连接至交流电网,该方法允许此发电厂向交流电网提供频率控制服务。该控制策略包含整流器对直流电压的控制以及逆变器对频率的控制,即逆变器通过交流电网频率的变化来调节直流电压的变化,而整流器通过直流电压的变化来控制发电厂有功的投放,以补偿交流电网有功的短缺,使电网在故障恢复的初始阶段更好地提高系统稳定性。通过在Power Factory Digsilent上进行仿真,验证了该控制策略能显著增强系统的稳定性。     

STATCOM改善风电场暂态电压稳定性的研究

提出了恒速异步风电机组和静止同步补偿器的数学模型,使用Matlab中的动态仿真工具Simulink建立了静止同步补偿器的控制模型,以包含风电场的单机无穷大电力系统为例进行了仿真计算,验证了静止同步补偿器对风电场暂态电压稳定性的贡献。研究结果表明：风电场发生三相短路的大扰动故障时,静止同步补偿器能够有效帮助恒速异步风电机组在故障后恢复机端电压,从而改善风电场的暂态电压稳定性,确保风电机组连续运行。     

基于负序电压补偿的VSC-HVDC系统的不平衡控制

交流系统故障时VSC-HVDC系统的控制策略直接关系到系统的运行和安全性能,具有明显的工程应用价值。建立了交流系统不平衡故障时d-q同步旋转坐标系下系统换流器的正负序数学模型, 设计了不平衡条件下的同步相位和正负序分量的实时检测系统。采用非线性系统反馈线性化理论, 设计了系统的状态反馈线性化电流解耦控制器。在此基础上设计了负序电压补偿的不平衡控制系统,在有效抑制负序电流的同时,简化了控制系统结构。基于PSIM的数字仿真, 验证了所设计的控制器具有良好的控制性能。     

带频率-电压死区的VSC-HVDC系统一次调频控制策略

为使基于电压源型换流器的柔性直流(VSC-HVDC)互联系统中的新能源端整体参与交流电网的频率调整,提出一种带频率-电压死区的换流站端有功控制策略。该控制策略利用频率-电压死区限值,通过VSC-HVDC输出功率的实时控制,在系统侧交流电网发生频率变化时,风机转子的动能储备短时内增加或减少有功输出,使风机转速下降或增高,通过增加或减少风机转子中的动能储备来缓解交流系统端的不平衡有功功率,通过VSCHVDC互联系统作出频率响应参与调频。最后,利用PSCAD/EMTDC对该控制策略进行仿真验证,结果表明所提策略提高了含新能源接入的两端VSC-HVDC互联系统的频率稳定性。     

预测电流法控制三相电压不平衡下VSC-HVDC

VSC-HVDC由于连接模式非常灵活和多样,特别是有可能接入低压配电网,其将面临诸如三相不平衡等问题,而三相不平衡问题将影响整个系统的正常运行。双电流闭环控制法虽然可以解决此问题,但是比较复杂。笔者提出利用预测电流法控制VSC-HVDC的理论方法。最终的仿真结果表明,预测电流法能够保证VSC-HVDC在三相电压不平衡情况下仍然保持良好的性能。     

永富直流受端电网电压稳定性研究

永富直流是国内首个省内直流输电项目,其受端富宁换流站接入的交流系统较弱,换流站内装设有固定串补和STATCOM,对系统安全稳定分析带来了挑战。基于静态稳定和时域仿真分析方法,分析了富宁换流站所在地区电网在N-1和严重故障下的静态电压稳定和暂态稳定,研究了富宁换流站STATCOM接入后对系统电压稳定性的影响,为大容量直流接入弱交流系统的稳定分析提供了新思路。     

配电系统电压稳定性的研究

配电系统也存在电压稳定性的问题。在考虑了节点电压后,从支路电流法的迭代公式出发,得到了配电系统电压稳定指数的表达式。对于1 个具有N 个节点的开环配电系统,其电压稳定指数应由N - 1 条支路分别用上述表达式求出的各电压稳定指数中最大的值来确定。为验证上述方法的正确性,用上述方法对多个配电系统进行计算,并与Jasmon 方法的计算结果进行比较。计算结果表明:上述方法可用于N 节点配电系统电压稳定指数的计算,计算出的电压稳定指数合理、可行,为实时进行配网电压稳定性的评估提供了一种有效的方法。     

基于VSC技术的交直流混联系统静态电压稳定分析

大区域电网间采用异步互联是未来电网发展趋势,直流输电技术是实现异步互联的关键技术。VSC-HVDC输电技术是直流输电技术的主要发展方向之一,与传统的较为成熟的PCC及CSC技术不同,基于VSC技术的交直流混联系统静态电压稳定性问题研究较少,对此问题进行较为深入的探讨,提出基于VSC技术的交直流混联系统静态电压稳定性分析方法,并使用算例进行AC/VSC-HVDC系统的电压稳定性计算,算例结果证实算法的可行性。     

风电场系统电压稳定性研究

推导和建立了风电场3节点系统的ODE模型,运用基于MATLAB的数值分岔分析软件MATCONT对风电场系统电压稳定性进行分岔分析,研究分岔现象并求取鞍结分岔点。     

基于DFIG风电并网的VSC-HVDC电压稳定性分析

研究了基于双馈感应电机(doubly-fed induction generator,DFIG)的电压源高压直流输电(voltage source conveyor-high voltage direct current,VSC-HVDC)系统的风电并网技术.为解决风电并网运行存在的电压稳定性的问题,通过对风电机组无功...     

直流侧串联的多VSC-HVDC并联运行系统直流侧电压平衡控制方法

为提高VSC-HVDC系统传输容量,可采用直流侧串联的多VSC-HVDC并联运行系统,但需解决其直流侧电压平衡问题。笔者对其平衡控制方法进行分析,对系统存在自身参数不一致、指令功率突变、交流外部故障情况进行仿真验证。为降低器件开关频率并提高波形质量,采用了载波移相的控制方法。仿真结果证实了所提出的直流侧串联的多VSC-HVDC并联运行系统直流侧电压平衡控制以及载波移相方法用于该系统的有效性。     

双端VSC-HVDC系统建模及控制方法研究

在dq0坐标系下建立了双端VSC-HVDC系统的数学模型,并基于该坐标系制定了相应的控制策略。所采用的控制器由外环控制器和内环控制器构成,外环控制器由基于常规PI调节器的定功率控制器/定电压控制器构成,输出为内环控制器的参考值;内环电流控制器采用电流反馈和电压前馈的解耦控制策略,实现电流的快速跟踪控制。此外,针对VSC-HVDC启动时需要限流和限压的要求,在启动前投入限流电阻,确保系统能够平稳快速的响应,系统达到稳态后切除限流电阻。最后,在PSCAD/EMTDC的仿真结果表明,所设计的控制器具有很好的调节性能。     

配电网电压稳定性研究

基于配电网潮流解的存在性,提出了一种能够反映负荷分布与电压稳定性关系的电压稳定判据,即第一类电压稳定判据,指出了第一类电压稳定判据是配电网电压稳定的必要条件但不是充分条件,定义了配电网电压稳定裕度和电压抗扰动安全距离等指标,分析了基于负荷–电压特性的第二类配电网电压稳定判据存在的问题,得出了配电网电压稳定应该满足2类电压稳定判据的结论。仿真计算结果验证了上述分析的正确性,说明上述电压稳定指标确实可以反映配电网的电压稳定性与抗扰动能力。     

电力系统负荷电压稳定性研究

为了完成大范围连续追踪电力系统平衡解流形，确定系统临界电压失稳点，利用分叉，拓扑理论及诱导向量场概念，将求解平衡解流形问题转化为向量场中的初值微分方程组问题。研究表明，由此得出的电力系统电压稳定性分析新方法能随时确诊解流形形状，灵活控制步长，既能快速有效地追踪解流形，亦能准确地确定临界点位置及类型。     

电力系统电压稳定性的研究现状

电力系统电压稳定性是十余年来受到电力工程界广泛关注的课题，本介绍电压稳定问题的主要研究内容和分析方法，总结了献中的主要成果，提出了存在的问题，并对进一步研究提出了作的一些看法。