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

1、風(fēng)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(fēng)能資源得到大規(guī)模地開發(fā)和利用。然而，大規(guī)模風(fēng)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(fēng)功率的波動性是引起電壓波動的根本原因。風(fēng)能資源的隨機(jī)性和波動性，風(fēng)電場中不同時間尺度無功電壓調(diào)節(jié)裝置的響應(yīng)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(fēng)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(fēng)機(jī)類型，包括定速異步風(fēng)機(jī)，變速雙饋風(fēng)機(jī)和

2、永磁直驅(qū)同步風(fēng)機(jī)。建立了定速異步風(fēng)機(jī)的等值電路圖，推導(dǎo)了其無功功率與機(jī)端電壓、有功功率等的關(guān)系;研究了雙饋定速風(fēng)機(jī)的矢量控制策略，推導(dǎo)了其無功功率極限。此外，研究了風(fēng)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(bǔ)償器和靜止同步補(bǔ)償器。
　　 其次，研究了風(fēng)電并網(wǎng)對電網(wǎng)電壓的影響。推導(dǎo)了風(fēng)電場影響無功電壓特性的原理;分別研究了定速風(fēng)機(jī)并網(wǎng)、雙饋風(fēng)機(jī)恒功率因數(shù)并網(wǎng)和雙饋風(fēng)機(jī)定電壓并網(wǎng)對電網(wǎng)電壓的

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