考虑静止无功补偿器的直驱风电并网系统次同步振荡

近年来频发的风电场次同步振荡事故极大影响了电网的安全稳定运行。考虑到无功补偿设备在风电场中的广泛应用,基于变流器控制的风电场可能会与其发生耦合作用导致系统失稳,故该文研究了考虑静止无功补偿器(SVC)的直驱风电并网系统次同步振荡。首先,基于SVC的时域仿真模型与频率扫描法,分析SVC在次同步频段的阻抗频率特性。进一步建立考虑SVC的风电并网系统的状态空间模型,计算系统特征模态和模态参与因子,分析SVC与直驱风电场间的次同步相互作用。分析结果表明,SVC在次同步频段将削弱风电并网系统阻尼,增加系统振荡风险;SVC与直驱风电场间存在明显的次同步相互作用,将导致系统发生次同步振荡,振荡特性与交流网络强度及风电场、静止无功补偿器的控制参数相关。时域仿真验证了该分析结果。     

含风电场电力系统电压波动的随机潮流计算与分析

提出了用随机潮流计算分析风电场并网所引起的系统电压波动的方法.该方法全面考虑了风电场出力变化、负荷波动、发电机停运以及线路故障等随机因素,通过随机潮流计算求出风电场并网后系统各节点电压的概率分布,其中特别包括风电场接入点的电压波动情况.在此基础上,该方法可以对风电场的无功补偿进行进一步分析.此外还证明了用三参数的Weibull分布描述风速变化可以更好地反映高风速对风电机组输出功率的影响,对于常年风速较高的风电场更适合采用此分布描述.对接有风电场的IEEE RTS 24节点系统进行的算例分析证明了该方法的有效性,并通过实例说明了如何利用该方法指导对异步风力发电机的无功补偿.     

静止无功补偿器在光伏发电系统电压稳定中的应用

为了增加并网光伏发电系统连接地区电网暂态电压的稳定性,基于MATLAB平台搭建了单级式并网光伏发电系统与TCR＋FC型静止无功补偿器（SVC）模型．通过设置电网侧发生各种类型故障,仿真分析比较SVC投入前后故障点暂态电压恢复特性．结果表明,所建立的模型实用且有效,SVC在电网故障时起到动态支撑电压的作用,大大减小了并网光伏发电系统脱网的概率．为并网光伏发电系统的稳定运行提供了保障．     

风电场运行特性仿真分析

以双馈异步风力发电机组为研究对象,根据其数学模型,建立了反映双馈异步风力发电机机电特性的仿真模型;根据空气动力学原理,建立了风力机及风速仿真模型.在MATLAB/Simulink软件平台上,搭建一个实际的双馈异步风力发电机并网风电场的系统仿真模型.仿真分析了在风速扰动、电网短路故障作用下风电场的运行特性.仿真结果表明:双馈风力发电机组可以很好地对风速波动做出跟踪响应且无明显振荡;在电网短路情况下,双馈型异步风力发电机组具有一定的低电压穿越性能;相比有载调压方式,风电场采用静止无功补偿模式具有明显的优越性.     

考虑风力发电的系统无功优化模型和算法

针对风力发电需要吸收电网大量无功而影响电网无功分布和电压稳定的问题,研究了含风电场的系统无功优化,给出了风电场在恒功率因数运行情况下其并网点处无功补偿容量的计算方法．在满足风电场无功补偿的前提下,建立了以全网的有功网损最小为目标函数的无功优化模型,并用遗传算法求得最优解．将风电场接人IEEE-30节点系统进行仿真计算,验证了该方法和程序的有效性和实用性．     

基于EMTDC/PSCAD静止同步补偿器的仿真研究

电力无功补偿是输配电系统的重要部分之一,而静止同步补偿器是目前较好的无功补偿装置,是柔性交流输电系统的核心。分析了静止同步补偿器的工作基本原理,以十二脉冲电压型STATCOM装置为例,采用PSCAD分析软件对其进行仿真实验。研究表明,在PSCAD环境下建立十二脉冲电压型STATCOM装置的模型能够准确地描述其动态特性,具有响应速度快、有功功率调节能力强的优势,可用于电力系统无功补偿领域。     

基于模型预测控制的风电场无功电压协调控制策略

针对风电场中并网点电压波动以及传统的无功补偿电压控制方法中因利用系统当前信息进行控制而导致控制滞后和无功补偿设备之间不协调等问题,提出基于模型预测控制(model predictive control, MPC)和扰动观测器(disturbance observer, DOB)的风电场无功补偿设备协调控制方法.首先,建立风机和静止无功补偿器(static var compensator, SVC)的无功调压数学模型,将并网点电压偏差最小和SVC动态无功储备最大作为指标函数;其次,在预测模型中引入扰动观测器,以更快地抑制由模型参数失配等扰动造成的电压波动,从而获取精确的预测输出.仿真结果表明,基于扰动观测器的MPC控制器具有很强的电压跟踪能力和抗干扰能力,该控制策略是有效的.     

STATCOM与SVC暂态特性研究

利用等面积分析法,对静止无功补偿器和静止同步补偿器的暂态特性进行了分析.当电压较低时,静止同步补偿器可以更好地保持输出容性电流的性能,而且补偿效果明显优于静止无功补偿器的无功补偿作用,这是因为静止同步补偿器获得更优的中点电压维持效果,得到比静止无功补偿器更加理想的暂态稳定性裕量.     

配电网静止同步补偿器控制器的设计与实现

分析了静止同步补偿器的工作原理,针对配电线路的特点提出了基于预测控制的电压内嵌型双闭环控制策略,设计了控制器.在此基础上,利用MATLAB软件进行仿真研究,给出了补偿装置补偿容性无功、感性无功以及稳定直流侧电压的仿真结果,结果表明控制策略的有效性和真确性,具有良好的动态无功补偿效果.     

小波滤波在静止同步补偿器中的应用

电力系统无功功率平衡非常重要,静止同步补偿器是基于逆变技术的新一代动态无功补偿装置,同静止无功补偿器相比有很多优点,具有广阔的市场前景.新技术应用于静止同步补偿器可提高其性能,将小波滤波应用于静止同步补偿器中,小波滤除谐波后的电流进行dq变换得基波电流的有功分量和无功分量,静止同步补偿器直流侧电压闭环PI控制维持直流侧稳定,基波无功电流分量和PI调节器输出dq反变换得静止同步补偿器输出电流的参考信号,用跟踪控制技术控制逆变器.仿真结果显示应用效果良好.     

应用STATCOM的DFIG风力发电机低电压穿越能力分析

针对 DFIG（double fed induction generator）风电机组低电压穿越能力（LVRT,low voltage ride through）问题,笔者基于 STATCOM 研究了一种电压外环与电流内环相结合的双闭环反馈控制策略,并仿真验证了所提出方法的有效性。将 STATCOM 分别安装风电机组机端、并网点高压侧和低压侧,且设置不同电压跌落深度,比较其补偿效果。实验结果表明,安装在风电机组机端时补偿效果最好。在电网电压跌落时,STATCOM 能快速为电网输入无功,抬高风力机的机端电压,从而提高风电场的 LVRT 能力,从 STATCOM 输出无功大小和风电场机端电压被抬升的比例两方面分析,对于不同深度的电压跌落,STATCOM 补偿效果都较为显著。     

STATCOM在抑制并网风机电压闪变中的应用

分析了静止同步补偿器的工作原理,建立其动态数学模型,应用无功电流间接控制的控制方法,通过MAT-LAB/S IMULINK平台对其进行仿真分析,验证了STATCOM对抑制风电场并网点电压闪变的有效性。     

含变速恒频风电机组的电网运行特性仿真

风力发电机组的输出功率会随着风速变化而变化,对系统的稳定性和可靠性造成一定的影响。本文通过Simulink模块来搭建风力发电机组各部件系统的仿真模型,并将搭建的风力发电机模型与电网模型进行并网运行仿真。研究了不同风速下风力发电机组并网对电网的影响,以及不同故障下风力发电机对电网运行稳定性的影响。结果表明：当风力发电机组在高风速和低风速下运行时,风力发电机组输出的无功功率、有功功率都远小于在额定风速下的,从而造成不小的功率缺额,对电网系统电压幅值的稳定和维持整个电网系统频率的恒定有重要影响。通过对比发现,对稳定性影响程度最大的是三相短路故障,其次的是系统发生两相接地短路故障,接着是发生两相相间短路故障,其中故障后对电力系统稳定性影响程度最小的是发生单相接地短路故障。     

级联型STATCOM直流侧电容电压平衡

在链式STATCOM装置中,直流侧电容相互独立,支撑每个H桥直流侧电压。电容电压的恒定是保证静止无功补偿装置安全稳定运行的前提条件。本文针对静止无功发生器直流侧电容电压的不稳定问题,提出了一种基于载波移相调制的直流侧电容电压平衡控制方法,该方法通过采用PI调节与基于直流电源能量交换相结合的直流侧电容电压的平衡控制方法,有效地提高了STATCOM装置的稳定性。仿真结果验证了所提直流侧电容电压平衡控制策略的有效性与可行性。     

STATCOM用于抑制电压跌落研究

为了解决电压跌落对优质供电造成的影响,采用加装STATCOM装置的方法来进行无功补偿,以此维持连接点电压的给定值,提高系统电压的稳定性。通过分析STATCOM的工作原理,并且结合现场需要,提出采用电流的间接控制来进行电压的调整。仿真结果表明,加装STATCOM后,经过一个周期的暂态震荡过程,电压就维持在限定范围内,提高了电压的稳定性。     

基于聚类分区的风电场无功电压优化控制策略

随着风电渗透率的不断增大,并网风电场的机端电压稳定面临巨大挑战。研究了风电场内部各节点的无功电压特性,提出一种基于机组有功出力聚类分区的无功电压优化控制策略：通过 自动电压控制系统获取风电场当前的电压指标与实际运行数据,计算出风电场的无功需求;以历史有功出力数据对场内机组进行模糊C聚类分区;利用改进的粒子群算法寻找最优无功分配方案,对每一区域进行无功电压控制。在MATLAB上进行仿真,与传统根据各机组无功容量进行分配的方案进行对比,仿真结果表明,所提控制策略能够有效改善风电场并网点电压控制性能,减小风电场内机组机端电压的波动。     

基于STATCOM的非线性负荷电压跌落抑制控制策略研究

电压跌落是影响电能质量的一个重要因素,极易影响设备的正常运行.采用STATCOM装置可以有效抑制电压跌落现象,提高系统电压的稳定性.针对STATCOM在非线性负荷电压跌落抑制的问题上提出了一种新的补偿控制策略,仿真结果表明所提出的控制策略对非线性负荷电压跌落抑制作用明显,可以对电压敏感负载起到有效保护作用.     

无功动态补偿的光储发电系统并网控制方案

配电系统中的光储发电系统往往在用户侧直接并网,而用户侧的无功负荷变化会引起并网点的电压波动.为了实现并网点电压的稳定,提出了一种具有无功动态补偿能力的光储发电系统并网控制方案.该方案通过派克变换达到有功、无功功率独立控制的目的,一方面控制蓄电池充放电,在光照变化的情况下实现光储发电系统的稳定有功输出;另一方面利用逆变电路的无功补偿能力,控制调节其对无功负荷的供给,使得大电网提供的无功功率为恒定值,从而保证在无功负荷变化的情况下并网点的电压稳定.这种方案在不增加任何附加设备和复杂度的情况下,简单可靠地实现了光储发电系统的稳定有功功率输出和并网电压稳定的双重控制目标.理论研究和仿真测试均验证了新型并网控制方案的有效性和优越性.     

含大规模分布式光伏接入电网的无功电压控制降损方法研究

大规模分布式光伏(distributed photovoltaic,DP)接入电网后,电网电压易出现大幅度波动,导致电网损失问题越来越突出。当前已有的电网降损方法没有考虑光伏发电自身的无功调节能力,应用效果不理想。为此,设计一种含大规模DP接入电网的无功电压控制降损方法。通过建立目标函数,设定约束条件,采用敏感性分析方法分析电压稳定性,将敏感度较高的值作为无功补偿位置,并对当前负荷进行预测,确定最佳的补偿容量,实现电网降损。试验结果表明,所提方法降损后较降损前基准电压更趋于1 pu,更为稳定,所提方法能够针对光伏控制接入分布特性,有效控制无功功率变化情况,相对于其他方法,无功功率波动较小,表现出较好的降损效果。