风电并网静态电压稳定性研究

根据单机无穷大系统模型介绍了电力系统静态电压稳定性的机理,分析了不同类型风电机组对电网静态电压稳定性的影响,分别推导得出基于异步机组的恒速风电机组以及基于双馈感应电机的变速风电机组的数学模型,根据宁夏电网2010年风电发展规划,在DIgSILENT/PowerFactory电力系统分析软件中建模并仿真得出各并网风电厂的P-V曲线以及各风电厂的稳定裕度,从而得出宁夏电网接入大规模风电后的静态电压稳定性结论.     

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。     

双馈风电机组并网暂态稳定性研究

构建了双馈风电机组的数学模型,着重分析了其在恒功率因数和恒电压控制两种运行方式下的无功电压控制原理,在Matlab/Simulink工具中搭建风电并网系统模型,仿真结果表明恒电压控制方式能使双馈风电机组充分发挥其无功调控潜能,故比恒功率因数运行方式更好地改善风电并网系统的暂态稳定性。     

风电大规模并网时机组级电压控制技术研究

风电机组电压控制在维持风电场并网后的系统电压稳定方面具有较大的优势,且对于提高电网运行经济性具有重要意义。此处主要从风机电压控制的3个关键技术点展开分析。在无功极限方面主要针对相对复杂的双馈型风电机组(DFIG)展开分析,定子侧考虑定转子电流极限的约束,网侧考虑了网侧变流器无功能力限制。风机在无功极限内参与调压时其无功支撑能力远大于按照0.9～0.95功率因数运行所具备的无功支撑能力。无功分配及环流抑制方面,采用了基于下垂特性的电压控制,避免了无功环流,保证机组间无功合理分配。风机参与调压后振荡风险分析及抑制方面,通过仿真模拟了振荡过程,分析了振荡影响因素,合理设置电压控制速度以规避振荡风险。最后,基于1.5 MW双馈风电实验台开展了控制策略测试,验证了所提方法的可行性。     

大规模风电并网无功电压协调控制策略研究

本文开展了大容量、集团式风电场接入输电网的协调电压控制方法研究。针对双馈风电机组(DFIG)的无功电压控制方式,提出了考虑运行约束的风电机组及风电场无功调节能力计算方法,并提出了基于电压控制器和控制任务协调分配的风电场电压控制策略,使风电场相对电网整体表现为可控电压源;进一步,基于危险节点等值模型,选择控制节点和构建风电网系统协调电压控制模型,并通过在线求解简单的优化问题确定控制量;基于此提出了风电场并网的电压协调控制系统方案,使并网DFIG风电场参与电力系统电压控制。基于典型系统的仿真结果表明,该方案能充分利用系统中的电压支撑能力,提高系统的电压稳定性,能适应风电并网系统在线电压协调控制的要求。     

基于电压无功协调控制策略的风电并网研究

随着风电在电力系统中渗透率的快速增长,风电并网问题受到越来越多的关注。大规模风电并网造成的电压稳定性问题,是制约风电并网容量的重要因素之一。对风电并网导致的电压稳定性问题进行分析,并采取优化的九区图控制策略(其中无功补偿装置采用的是STATCOM,升压站变压器为OLTC)对并网点进行电压控制,改善并网点的电压稳定性,提高电网接纳风电能力。利用PV曲线法,结合并网点的电压要求,以及风电场内部的风机保护系统,进行风电并网静态电压稳定性的研究;以故障极限切除时间为指标,进行风电并网暂态电压稳定性的研究。通过仿真和计算分析,验证了电压无功协调控制策略在改善并网点的电压稳定性,提高电网接纳风电容量方面的有效性。     

改变风电场接入阻抗对电压暂态特性影响的研究

对风电场接入地区电网后的电压暂态稳定性进行了仿真研究.首先分析了电压暂态稳定的相关理论,通过实际电网的仿真计算研究了风电场接入地区电网对电压稳定性的影响,通过改变风电场接入系统的阻抗值,比较了系统电压暂态稳定性的程度,并得出地区电网在风电接入后的电压稳定性状况.仿真模型采用实际电网模型,对实际电网研究风电接入后的电压稳定性具有一定借鉴意义.     

双馈风电机组高电压穿越控制策略研究

风电机组的电网电压故障穿越能力是风机重要的并网性能评价指标。随着风机低电压穿越能力的深入研究,电网电压骤升成了威胁风机安全运行的因素。为了研究双馈风电机组在电网电压骤升下的特性及不脱网运行控制策略,分析了电网电压骤升时双馈感应发电机的电磁暂态过渡过程。结合现场运行风电机组的实际特性,提出一种易于工程实现的双馈风电机组高电压穿越控制策略。该控制策略不需更改原风机一次回路结构,只对双馈风机的发电机侧控制逻辑进行修改,即可实现双馈风电机组在电网电压骤升时不脱网运行,保障机组安全与电网稳定。最后通过仿真验证了控制策略的可行性。     

基于扰动观测器的双馈风电机组最优复合反馈控制研究

双馈风电机组的转子通过变流器连接到电网,由于在转子侧的硬件电路中含有开关模块,使系统在运行过程中极易产生谐波扰动,该谐波会增加风机的损耗,使风机运行不稳定,减低电能质量。针对这些问题,首先设计了一种最优复合反馈控制器,使无扰动风机系统工作在稳定状态;然后,对含谐波扰动的风机系统,设计扰动观测器,观测出谐波扰动并在输入端进行抵消,使含谐波扰动的风机系统能够快速到达稳态;最后,通过仿真验证了设计的扰动观测器能够准确观测出谐波扰动,控制策略能够使双馈风电机组系统快速到达稳定状态。     

弱电网下双馈风电机组电网电压扰动补偿控制策略

针对弱电网下双馈风电并网系统的稳定性问题,文中提出了一种基于电网电压扰动补偿的双馈风电机组补偿控制策略。首先,在同步旋转坐标系下建立双馈风电机组,包括转子侧变换器和网侧变换器的统一阻抗模型。然后,基于所建立的阻抗模型分析了并网点电压扰动到控制器输出的传递关系,分别在转子侧电流环和网侧电流环引入了电压扰动补偿对变换器进行改进控制,并通过广义奈奎斯特判据证明了该方法能有效提高双馈风电机组在弱电网下的并网稳定性。理论分析表明,基于并网点电压扰动补偿的转子侧和网侧补偿控制能很好地改善双馈风电机组的输出阻抗特性,从而提高其在弱电网下的稳定性。最后,通过仿真分析验证了该补偿控制方法的有效性。     

基于二阶线性自抗扰的风电并网逆变器电压控制

为了提高直驱永磁风电并网逆变器直流侧电压的稳定,设计了一种二阶线性自抗扰(LADRC)的并网逆变器电压控制器。建立了三相PWM电压源型并网逆变器的数学模型,分析了其传统的双闭环PI控制方式,在此基础上设计了二阶LADRC控制器来代替传统的电压外环PI控制器,目的是使直流侧电压快速稳定,减小波动。分析了电压外环二阶LADRC控制器的设计原理,最后通过在Matlab/Simulink搭建1.5 MW直驱永磁风力发电机组仿真验证所设计控制器的有效性。结果表明,相对于传统的控制方式,所设计的二阶LADRC控制器电压的稳定速度更快,并网电流的总谐波畸变率(THD)更小。即使在电网电压发生扰动时,也能有一个良好的控制性能,提高了直流侧电压的抗干扰能力。     

考虑风电场暂态电压稳定的无功控制策略

基于哈密地区风电场内无功设备的动态补偿和物理分布特性,提出了一种综合考虑动态无功补偿设备和双馈风力发电机组协调控制无功出力的集群风电场暂态电压稳定的控制策略。算例分析的仿真结果表明,所提的无功暂态控制策略在满足风电场接入并网点暂态电压稳定的同时,能使得无功补偿设备补偿无功裕度更大,集电线上各风机的机端暂态电压裕度更均衡。     

基于grcForest模型的风电并网系统暂态电压稳定评估

针对现阶段机器学习在风电并网系统暂态电压稳定评估的快速性、准确性方面存在的不足,提出了一种基于grcForest模型的风电并网系统暂态电压稳定评估方法。首先针对输入特征数目随着级联森林层数的增加可能出现的梯度增长或梯度减少的问题,采用残差网络对其进行优化,保证了层数增加后的模型依旧能保持最初的学习能力;其次分析风电并网系统暂态电压的关键影响因素,结合暂态故障构建输入特征;再通过评估模型离线训练,完成模型的参数设置和性能优化;最后把构建完成的输入特征应用于grcForest风电并网系统暂态电压稳定评估模型,结合数据对模型进行评估验证。IEEE10机39节点系统的仿真分析验证了该方法的快速性和准确性。     

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...     

风电场静态电压稳定研究

大量风电并网运行将会影响电力系统的静态电压稳定性。不同的风机类型对系统电压稳定的影响差别很大。建立了风电场两种主流风机的数学模型,分析了风电场静态电压稳定的特点,通过连续潮流计算得到了风电场关键节点电压随风电场有功功率变化的P-V曲线,计算了一定条件些下的电压稳定极限,比较了不同风机类型对系统电压稳定极限的影响,分析了影响风电场静态电压稳定极限的主要因素。结果表明,影响风电场静态电压稳定性的主要因素为风机类型,接入线路参数R/X,机端补偿电容等。基于双馈异步发电机风电场静态电压稳定性要明显好于基于普通异步     

大规模风电接入电力系统的静态电压稳定特性研究

基于DIgSILENT/Power Factory构建了新疆实际电网仿真模型,利用DPL（DIgSILENT Programming Language,DPL）语言编程实现连续潮流计算,通过绘制PV曲线和计算静态电压稳定裕度对静态电压特性进行分析,进而对新疆电网所关心的风电接入对系统电压稳定的影响进行了分析研究。结果表明,当前规模的风电容量接入新疆电网对其电压稳定性的影响较小,电网可安全稳定运行;并且不同类型风电机组构成的风电场对系统静态电压稳定性的影响不同。     

含风电场电力系统的静态电压稳定性预警系统

针对静态电压的势态不确定性较强且电压稳定性难捕捉的问题,设计一种含风电场电力系统的静态电压稳定性预警系统。通过SCADA监视系统获取静态电压的实时数据,利用前台扫描机制初步分类和管理原始数据,采用后台扫描机制进行二次扫描,筛选负荷过载、潮流不可行以及电压异常事故数据;将筛选后的数据传输至系统服务器后端,设立预警等级由低至高的红、黄、蓝、绿、橙5种预警颜色,将电压失稳捕捉的实时情况与预警等级对应;利用密切正相关分析法,计算电力系统中负荷电路的电压敏感性,凭借特征向量矩阵确定敏感因子。实验证明：该系统可有效实现电压失稳捕捉及预警等级判定,提升了静态电压的稳定性。     

基于改进PSO算法的风电并网系统电压无功优化研究

以有功网损最小、电压偏差最小和静态电压稳定裕度最大为目标,考虑异步风电机的简化模型对电网的影响,建立能根据风速变化进行实时调节的多目标无功优化模型。通过改进自动调节的惯性权重刷新粒子,提出根据Pareto最优解的拥挤距离形成Pareto最优解曲面,以拥挤距离最大的结果作为全局极值,引导粒子在Pareto最优曲面上分散分布。利用MATLAB编程对IEEE30节点系统进行了仿真计算,结果表明该算法具有实用性。     

含风机电网静态电压稳定薄弱区域分析

电网中电压稳定事故常常由电压薄弱节点故障引起,进而蔓延至全网。风机接入电网后,其出力波动会导致节点电压薄弱程度变化,因此在分析电压薄弱区域时,需考虑风机出力的波动性。文中提出一种考虑风机出力波动性的电网静态电压薄弱区域分析方法,通过蒙特卡罗法,利用风速概率分布对风速抽样,计算风机不同出力下反映电网节点电压薄弱程度的LC指标,并通过统计分析估计电网的薄弱区域及其薄弱程度。以东北某区域电网为例,对含风机电网中薄弱区域进行了估计,并研究了风机容量对薄弱区域的影响对系统电压稳定性影响,该研究对含风机电网的实际运行具有指导意义。     

应用STATCOM提高风电场的电压稳定性

风能具有随机性和间歇性,大规模风电场接入电网时会对系统的稳定性产生一定的影响。建立了风力发电机组模型,仿真分析了利用STATCOM改善风电场（由变桨距定速异步感应发电机组成）的静态和暂态稳定性。仿真结果表明,STATCOM可以有效地改善风电场的稳定性,在系统故障后提供无功支撑,提高了风电场的低电压穿越能力