雙饋機式風(fēng)電場無功電壓分層分區(qū)控制策略.pdf

1、由于日趨嚴(yán)重的環(huán)境與資源問題以及風(fēng)能利用的成本低廉和技術(shù)成熟等原因，風(fēng)力發(fā)電成為電力系統(tǒng)中相對增長最快的新能源發(fā)電技術(shù)，發(fā)展風(fēng)電成為改善電力系統(tǒng)經(jīng)濟運行極為重要的措施。但風(fēng)力的隨機性和間歇性會對電力系統(tǒng)穩(wěn)定運行產(chǎn)生一定的影響，尤其，無功電壓問題較為突出。隨著雙饋電機風(fēng)電場在電網(wǎng)中容量比重的增大，電網(wǎng)導(dǎo)則對風(fēng)電場的規(guī)范和約束也在增強。這就需要對雙饋風(fēng)電機組的靜態(tài)/動態(tài)無功電壓特性進行分析。
　　 首先，本文從雙饋風(fēng)電機組模型出發(fā)，

2、在忽略定子磁鏈變化，同時考慮定轉(zhuǎn)子電流約束、轉(zhuǎn)子電壓約束和定子電流約束的基礎(chǔ)上，詳細(xì)分析了雙饋機組靜態(tài)無功極限特性。另外，雙饋感應(yīng)電機網(wǎng)側(cè)變頻器具有一定無功輸出能力。然而，目前多數(shù)機型網(wǎng)側(cè)變頻器只發(fā)揮了維持變頻器直流電壓穩(wěn)定的作用，而對交流電網(wǎng)側(cè)無功支持功能發(fā)揮不足。就此，本文提出了一種能夠發(fā)揮網(wǎng)側(cè)變頻器無功支持的控制方式，并且在定子側(cè)串聯(lián)另外一組變頻器，即統(tǒng)一雙饋發(fā)電機，進一步提高了雙饋電機的無功出力能力。本文還分析了這類改進型風(fēng)機總

3、的無功容量。
　　 其次，討論了升壓站集中補償設(shè)備和雙饋風(fēng)力發(fā)電機的協(xié)調(diào)控制策略。針對雙饋風(fēng)電場AVC優(yōu)化，借鑒變電站綜合無功控制方法，采用近似線性化方法推導(dǎo)出一種風(fēng)電場AVC的分區(qū)圖簡化策略，為風(fēng)力發(fā)電機群與集中補償設(shè)備的協(xié)調(diào)優(yōu)化提供了一種新型實用化方法。進一步考慮風(fēng)能隨機性與波動性的影響，對分區(qū)圖策略進行了改進。該改進可顯著提高電壓合格率，減少設(shè)備調(diào)節(jié)次數(shù)。
　　 另外，雙饋電機具有較靈活的無功電壓調(diào)節(jié)能力，而我國的

4、雙饋電機風(fēng)電場大多運行在恒定功率因數(shù)狀態(tài)，未能充分發(fā)揮其對局部電網(wǎng)的無功電壓調(diào)節(jié)與支撐能力。針對此現(xiàn)狀，本文提出了一種風(fēng)電場無功電壓分層控制策略。該策略由風(fēng)電場局部區(qū)域某節(jié)點電壓與參考值的偏差得到整個風(fēng)電場的無功功率需求，并按等功率因數(shù)算法分配給各臺風(fēng)電機組，作為其無功功率控制目標(biāo)參考值。參考值的實時整定過程考慮了風(fēng)電場無功功率輸出約束和功率因數(shù)約束。
　　 最后，采用IEEE9節(jié)點系統(tǒng)進行仿真，分別模擬了風(fēng)速波動、地區(qū)負(fù)荷變化