双馈式风电场改进的恒电压控制策略

双馈式风电场采用恒电压控制能够为电网提供电压支持,但风速的随机波动使输电线路潮流频繁变化,给控制系统的稳定性带来了挑战,因此本文对恒电压控制进行改进:通过引入等值风速作为前馈控制,对风速扰动进行补偿,抑制电压波动。为减小双馈风电机组内部有功损耗,提出双层无功分配策略:第一层根据各机组无功极限的大小进行分配,第二层以最大限度的减小机组内部有功损耗为目标,在双馈机定子侧和网侧变流器(GSC)之间进行优化分配。通过仿真,验证了该方法能有效抑制由于风速变化导致的电压波动,并且大大减小双馈风电机组内部功率损耗。

双馈风电场接入系统对电流突变量选相元件的影响及改进措施

风电作为一种新能源接入电网的容量越来越大,并且有着不同于常规电源的故障特性,这对于传统继电保护元件有较大的影响。其不同于传统电源之处主要体现在弱电源、正负序阻抗不同以及电力电子装置产生的谐波等三个方面。这对基于电流突变量的故障选相元件产生了巨大影响。本文通过分析双馈式风电场故障序阻抗特征,提出利用负序补偿电流改进单相选相元件的策略。通过分析单相接地故障电流的特点,采用了故障相电流突变量与非故障相电流突变量之差的比值进行选相的方法,提高了风电侧选相的灵敏度。本文研究问题提高了电流突变量选相元件面临风电的适应性。最后通过PSCAD/EMTDC搭建模型并仿真验证了本文所提出方法的有效性,具有一定的应用价值。

分散式风电接入配电网的电压稳定性研究

针对双馈式风电场接入配电网影响原系统电压稳定的问题。采用基于短路容量的电压稳定指标,分析配电网接入风场前后各节点电压和电压稳定指标的变化情况。采用12节点的35 k V标准放射型配电网,应用MATLAB中Simulink及其电力系统仿真工具箱(Sim Power Systems)建立了相应的仿真模型进行详尽的仿真研究。分析了不同风电渗透率以及接入位置对配电网电压的影响,给出了负荷点电压随风电渗透率的变化曲线;通过给定负荷母线短路容量和在线计算的保持电压稳定的最小短路容量来评估电网的电压稳定性。

风电场送出线路的距离保护算法分析

研究了风电场风速波动和弱馈性对距离保护算法的影响。通过在PSCAD中建立双馈式风电场并网仿真模型,对风速波动时风电场侧电网输出故障电压和电流进行FFT分析,然后结合傅里叶算法和解微分方程算法的测距原理进行仿真分析;给出矩阵束算法的测距原理,针对风电场的弱馈性,仿真分析故障电压和电流采样序列矩阵的奇异值对矩阵算法提取工频相量的影响。仿真结果表明,风电场侧电网的频偏特性使傅里叶算法的测距结果误差大,而解微分方程算法不受频率偏移的影响,测距结果能正确反映故障距离;在发生相间短路时,由于风电场的弱馈性,矩阵束算法无法提取工频相量,而接地短路受影响小,能准确提取工频相量,实现准确测距。

基于MMBN分群算法和容量加权参数聚合方法的风电场等值模型研究

为提高风速分布不均匀时风电场等值模型的精度,提出了一种适用于双馈式风电场和鼠笼式风电场动态等值的方法。提出基于谱聚类的改进最大最小距离算法对风电场进行分群,该算法可以自动确定风电场最恰当的分群数量,避免传统算法分群数量的设置对仿真时间和精度的影响,提出一种可以无需改变变流器控制器参数的参数聚合方法,避免繁琐PI调整过程。通过PSCAD算例仿真及结果对比,表明该方法所建立的双馈式风电场和鼠笼式风电场等值模型的输出在稳态和故障情况下都能很好地表示详细模型。