风电场并网系统的电压稳定性分析及改善措施

针对风电场并网带来的电压稳定性问题,以双馈风电机组为研究对象,根据双馈风电机组的运行特性,对风电机组的静态电压稳定和暂态电压稳定进行了理论分析,在Matlab/Simulink中建立了双馈风电场并网系统和静止无功补偿器模型,通过绘制双馈风电机组的P-V曲线,研究随着风电场出力的增加,电网静态电压稳定性的变化情况,并通过仿真验证了静止无功补偿器对于改善风电场并网系统的静态电压稳定性和暂态稳定性的作用.     

风电场无功电压控制研究

目的研究双馈感应发电机的无功发生极限,采用一种风场控制策略实现接入点电压达到控制的目标值,以实现风场内的协调控制.方法双馈感应风机机组作为主要无功源,以双馈风机风电系统的功率关系为基础,把并网点电压调节作为目标同时考虑到各机组机端电压的协调控制策略.按照机端电压近似相等的原则来整定各台机组的无功出力,针对所采用的策略应用PSAT仿真软件搭建风场模型并进行了仿真.结果优先控制风电机组进行无功功率调节,降低风电功率波动,仿真结果验证了策略的正确性和有效性.结论充分发挥双馈风机作为风电场的元素组成部分的调压能力,提高风电机组对系统正常电压波动的适应性,并且减少了无功补偿设备的无功输出,实现了快速调节.     

计及风电功率波动的风电场集电系统无功电压时空分布特性分析

近期频繁发生的风电连锁脱网事故表明风电场集电系统的无功电压分布会对风电场的安全稳定运行产生很大的影响。首先介绍了风电场集电系统的概况,在此基础上分析了风电场集电系统的无功电压时空分布特性和风电功率波动对风电机组机端电压的影响。为风电场运行人员提供了运行的依据,保证了风电场的安全稳定运行,同时也为大规模风电连锁脱网事故机理研究和风电场无功电压控制奠定了基础。     

基于DIgSILENT的双馈风机低电压穿越特性分析

多次发生的大规模风电机组相继脱网事故严重影响集群风电并网消纳和电网安全. 当电力系统电压出现跌落时,大容量风电场的切出会影响系统运行的稳定性,这就要求风电机组具备低电压穿越能力,以保证系统出现电压跌落时风电机组不间断并网运行. 为研究风电机组与系统的交互影响,探讨了双馈风电机组撬棒保护电阻取值、投切控制策略,并分析了低电压情况下双馈风电机组DFIG的保护控制措施与系统动态特性之间的联系. 在DIgSILENT中搭建双馈风电场分析撬棒阻值不同对风机实现低电压穿越的影响,并研究了不同故障情况下双馈风机低电压穿越特性. 本文的研究结果可以为风电机组的并网运行和电网的稳定运行提供参考.     

基于VSC-HVDC并网的海上风电场无功补偿控制策略

随着规模的扩大和并网距离的增加,海上风电场对电网电压稳定性影响愈加显著。针对经VSC-HVDC并网的双馈型海上风电场,逐一分析双馈机组(Double-fed induction generators,DFIG)特性和VSC-HVDC系统结构特征以及控制模型。在此基础上提出利用风电场侧换流站、风机网侧变流器和转子侧变流器三者相协调的无功控制策略,以提高系统电压稳定性。最后以CIGRE B4-39系统为例,运用DIgSILENT软件进行建模仿真,分析海上风电场出口母线电压发生跌落事故时并网点电压、各无功电源输出功率和风电场有功功率波动曲线,验证该控制策略的有效性。     

改善风电场电压波动水平的风电机组附加调差系数优化整定研究

随着风力发电的大规模并网,风电场内的无功电压问题日益突出。将同步发电机组的励磁系统调差系数的概念引入风电机组的无功电压控制中,以提高风电场内部电压水平为目标,以发电机的安全运行极限和电网潮流为约束,以风电机组的附加调差系数为控制变量,建立了提高风电场内电压水平的风电机组附加调差系数优化整定模型,采用准蒙特卡洛方法,提出了风电机组附加调差系数优化设置策略。选取吉林地区某个含有58台DFIG的风电场进行分析。结果表明,对DFIG的附加调差系数进行合理整定可以充分发挥双馈风机的无功调节能力,有效改善风电场内部的电压波动。     

考虑电缆选型双馈机组分散协调控制对风电场无功优化影响

随着技术发展,双馈式风力发电机成为风电场主流,风电场内部电压波动及网络损耗优化研究也越来越重要。该文基于风机位置的电缆选型,分析双馈机组的无功极限,充分利用风机无功调节能力,将每台风机无功出力、静止无功补偿装置无功出力作为连续控制变量,有载调压变压器分接头位置及风电场固定无功补偿器组数作为离散控制变量,建立综合考虑风电场有功网损和总电压偏差的目标函数,并通过线性递减权重粒子群算法进行分析,得到风电无功优化最优解。通过算例表明:考虑电缆选型的双馈式风力发电机分散协调控制能有效降低网损及电压波动。     

基于聚类分析的双馈机组风电场动态等值模型的研究

针对大型双馈机组风电场,提出一种新的动态等效建模方法。该方法是一种基于双馈风力发电机暂态电压特性的聚类分群方法,即根据风电场内各双馈发电机受系统故障影响程度的不同,识别出电压的动态响应行为相近的风力发电机,并对分群后的双馈发电机及其电气接线系统进行等值聚合,实现了双馈机组风电场的动态等值多机表征。利用电力系统分析综合程序(PSASP 6.2),搭建了双馈机组风电场详细模型和等值模型,并与传统的单机等值模型进行了比较分析。结果表明,所建立的多机等值模型能够较准确地反映双馈机组风电场并网点的动态特性。     

海上风电过电压及无功补偿问题研究

提出一种新的海上风电并网过电压及无功配置问题的动态研究方法.利用DIgSILENT PowerFacotry软件建立海上风电场模型,包括风电机组、海缆、变压器及相关的控制策略.利用时域仿真方法分析不同风速条件下风电场的有功、无功及电压特性,根据时域仿真的结果,配置无功补偿装置,调整、改善风电场电压及无功特性.通过时域仿...     

风电场不同控制策略对电网电压稳定影响的分析

研究双馈感应发电机风电场在不同控制策略下对电网电压的影响,分析风电机组的最大风能捕获方法,基于定子磁链定向控制实现功率的解耦,提出基于功率解耦的电压控制策略和无功控制策略的相应模型.并利用MATLAB/Simulink搭建了含风电场的电力系统仿真模型.仿真结果表明:采用电压控制策略的风电场能够提供无功支持,有利于提高电...     

酒泉风电脱网事故原因及应对措施

针对2011年以来甘肃酒泉风电基地数起大规模风电脱网事故,从电缆头故障、风机低电压穿越能力和动态无功补偿等方面探究其原因,并提出了具体应对措施,以提高电网的安全稳定性.     

大型光伏电站无功优化协调控制策略

为解决光伏电站因各种扰动引起的电压越限问题,光伏电站应具备无功调压能力.在分析单台光伏逆变器无功容量和光伏电站无功与电压关系的基础上,提出了一种大型光伏电站无功优化协调控制策略.该控制策略采用PI控制器实现电压的无差控制,并协调无功补偿装置和逆变器的无功容量为电网提供电压支撑,同时根据无功线路损耗对逆变器无功进行优化分配.结果表明:该控制策略能保证光伏电站并网点电压稳定,降低站内线路损耗,验证了所提控制策略的正确性.     

风力发电系统中SVG的应用研究

风资源的不确定性和风电机组本身的运行特性使风电机组的输出功率是波动的,导致出线并网功率因数不合格、电压偏差、电压波动和闪变等问题,对于大容量风电场接入系统时还存在稳定性问题;同时系统电压的波动也会对风机的正常运行造成影响,上述问题都可以通过合理的配置无功补偿得到改善。本文首先详细介绍了SVG的基本原理、控制方法、优缺点,同时结合具体工程实践介绍了SVG在风电场升压站设计中的注意事项以及应用SVG之后电网电能质量的改善情况。     

直驱永磁风电机组低电压穿越的一种控制策略

为提高并网直驱永磁风电机组低电压穿越运行能力,提出一种适用于双PWM变换器并网的永磁直驱风电机组低电压穿越运行的电机侧及电网侧变换器协调控制策略。电网电压跌落时,根据输入电网的电磁功率的变化控制电机侧变换器来限制发电机的电磁功率以平衡输入直流侧电容的功率,稳定直流侧电压;根据电网电压跌落深度控制电网侧变换器,提供一定的无功电流,有利于电网电压稳定与恢复,提高风电机组的低电压穿越能力。仿真结果表明,所提控制方案无需硬件装置,能有效实现永磁直驱风电机组的低电压穿越运行。     

结构薄弱电网运行方式研究

结构薄弱电网的发电机容量较小、输电线路较长、负载较轻、无功补偿装置较少,可能产生发电机并网困难、同步发电机自励磁和工频过电压等问题。利用现有实际结构薄弱电网的参数搭建PSCAD仿真模型,研究结构薄弱电网的特殊运行特点,提出同步发电机并入结构薄弱电网的可行并网条件和无功补偿装置配置方案,并提出极端运行条件下避免发电机自励磁的措施和防止过电压产生的措施。仿真结果结果显示,以上并网条件和措施安全有效。可保证结构薄弱电网的安全可靠运行。     

电网电压不平衡下的D-PMSWG系统MPC-VSG时域优化控制

当电网电压不平衡时,传统的VSG恒定有功以及恒定无功控制策略,在电网电压跌落和恢复期间频率响应和暂态稳定性欠佳。为解决这一问题,提出了一种电网电压不平衡下的直驱永磁同步风力发电（D-PMSWG）系统MPC-VSG时域优化控制策略。该策略将不平衡电网电压下的虚拟同步机控制（VSG）与模型预测控制（MPC）相结合,并对VSG转子运动方程的转子角频率与转矩建立了MPC预测模型,通过优化预测时域,调整了频率环节、阻尼环节和反馈控制惯量环节系数,得到了最优预测时域输出向量以及下一时刻的控制输入向量。与传统方法相比,所提出的方法在电压跌落、电压恢复瞬间的频率响应,以及功率的暂态特性,都得到了良好的改善。最后,在Matlab/Simulink中验证了不同控制目标下该控制策略的正确性和有效性。     

河北红松风电场接入电网稳定性问题浅析

随着大批风电场的建设,风电机组在电网中所占比例越来越高。由于风力发电机组的可控性远弱于火力发电机组和水力发电机组,所以给电网带来了许多新的技术问题,尤其是并网风电机组在持续运行和切换操作过程中产生的电压波动和闪变,会对当地电网的电能质量产生不良影响。结合河北红松风电场实际情况,从并网风电机组输出的功率波动、无功功率补偿、电网稳定性等方面出发,分析了风力发电引起电网电压波动和闪变的主要原因,对降低电网电压失稳进行了浅析。     

高占比新能源电源接入区域电网的无功优化策略研究

从高占比风电、光伏接入电网运行的安全性和稳定性等方面综合考虑,建立了以电压偏移量和网损最小为目标的无功优化模型。利用MATLAB软件对风电、光伏电站接入IEEE-33节点系统进行无功优化仿真分析,采用多目标粒子群（MOPSO）算法进行无功优化调度方案求解。基于Pareto前沿解的MOPSO算法可为决策者根据不同需求提供方案,并且同时达到提高测试系统的电压稳定性、降低网损的目标,验证了所提优化策略的有效性。     

一种抑制大规模风机连锁脱网的电压无功控制措施

大规模风机连锁脱网不仅制约了电网对风电的接纳能力,而且严重威胁电网的安全稳定运行。归纳整理风电机组连锁脱网事故发展的4个阶段,指出风电连锁脱网中的主导影响因素,提出一种抑制风电连锁脱网事故的无功电压两级控制策略,分别从风电场层面和电网层面协调风电系统中电压无功可控装置,保证系统电压的安全稳定运行。最后,以实际电网为原型的等效风电系统为例,仿真重演风电连锁脱网4阶段,证明所提出的电压无功控制策略可以有效地抑制风电系统连锁脱网事故的发生。