大規(guī)模風電并網(wǎng)無功電壓協(xié)調(diào)控制研究.pdf

1、風力發(fā)電作為一種環(huán)境友好型發(fā)電形式，越來越受到重視，風能資源得到大規(guī)模地開發(fā)和利用。然而，大規(guī)模風電并網(wǎng)也給電網(wǎng)帶來了諸多挑戰(zhàn)，無功電壓協(xié)調(diào)控制是其中之一。風功率的波動性是引起電壓波動的根本原因。風能資源的隨機性和波動性，風電場中不同時間尺度無功電壓調(diào)節(jié)裝置的響應特性，增大了無功電壓協(xié)調(diào)控制的難度。本論文以此為背景，展開了大規(guī)模風電場無功電壓協(xié)調(diào)控制的研究。
　　 首先，研究了常用的三種風機類型，包括定速異步風機，變速雙饋風機和

2、永磁直驅(qū)同步風機。建立了定速異步風機的等值電路圖，推導了其無功功率與機端電壓、有功功率等的關系;研究了雙饋定速風機的矢量控制策略，推導了其無功功率極限。此外，研究了風電場中常用的幾種無功電壓調(diào)節(jié)裝置的性能:包括并聯(lián)電容器組、有載調(diào)壓變壓器、靜止無功補償器和靜止同步補償器。
　　 其次，研究了風電并網(wǎng)對電網(wǎng)電壓的影響。推導了風電場影響無功電壓特性的原理;分別研究了定速風機并網(wǎng)、雙饋風機恒功率因數(shù)并網(wǎng)和雙饋風機定電壓并網(wǎng)對電網(wǎng)電壓的

3、影響;此外，還研究了風電場接入系統(tǒng)不同節(jié)點對電壓的影響。
　　 最后，以上述研究為基礎，構(gòu)建了大規(guī)模風電場參與系統(tǒng)無功電壓控制的控制模式，包括系統(tǒng)層控制、風電場級控制和設備層控制。針對風電場級控制，提出了風電場群兩層多階段無功電壓協(xié)調(diào)控制模型，該模型計及了風功率的不確定性以及多時間尺度調(diào)壓裝置的響應特性。建立的模型是多目標問題，采用NSGA-Ⅱ(fast and elitist non-dominated sorting gen