风电并网对电能质量影响的评估与治理

《风电并网对电能质量影响的评估与治理》由会员上传分享，免费在线阅读，更多相关内容在工程资料-天天文库。

1、风电并网对电能质量影响的评估与治理-->1引言1.1选题背景和意义由于中国的风能资源主要集中在三北地区，而用电负荷集中在华东、华南等东南部地区，风资源与市场的逆向分布，使得风电场所发电力无法就地消纳，需要并入电网，通过输电网络将风电输送到负荷中心。并网型的风力发电场规模较大，容量大约为几兆瓦到几百兆瓦，由几十台甚至成百上千台风电机组构成。并网运行的风力发电场可以得到大电网的补偿和支撑，更加充分的开发可利用的风力资源，是国内外风力发电的主要发展方向。中国自2005年以来，也开始迅猛发展风电,2012年中国新增装机容量13GonCoupling,P

2、CC)处，容易发生如下四类常见的电能质量污染：电压偏差；电压波动；谐波电压；三相电压不平衡。……………2风电并网与电能质量基本理论2.1双馈风力发电并网运行原理其中变频器分为机侧变流器和网侧变流器两部分，中间的直流环节连有一个电容器，作为直流电压源。网侧变流器通过滤波电感I连接于电网；机侧变流器与双馈应发电机的转子绕组相连，供给其频率可调的交流励磁电流。变速恒频风电机组通过其控制系统可以控制风电机组与电网的有功/无功功率交换，从而实现风电机组跟踪风速的变化，使得风机运行在最优运行点，风速过高时限制机组的出力来保护风电机组。变速恒频风力发电机可以

3、在较宽的风速范围和最佳叶尖速比范围内稳定运行，提高风力机的稳定性，最大限度地捕获风能，相比恒速恒频风力机，捕捉的风能提高了3%?28%。2.2风电并网对电能质量影响的分析电容器组的逐级投入，无功功率的吸收逐渐恢复到零，电压水平也得以恢复，并联电容器补偿是通过电容器的投切实现的，因调节不平滑，呈阶梯性调节，在系统运行中无法实现最佳补偿状态。这种操作将引起无功功率的波动，从而造成电压偏差。由于开关投切电容器是分级补偿，不可避免地出现过补偿和欠补偿。根据无功与电压的关系，过补偿时会引起电压升高，欠补偿时感性负荷引起电压降低。由恒速风电机组模型可知，风

4、电场输出的有功功率与无功功率存在函数关系，当其输出有功功率P增加时，风电场吸收无功功率Q也增加，因此必然引起电压的波动，造成电压偏差。由变速风力发电机，例如双馈感应风力发电机，能够实现有功和无功的解偶控制，风电场与电网之间不发生无功功率的交换，但当变速机组出力较高时，由于传输有功功率而在线路上消耗的无功功率，也可能会造成电压降落，引起电压偏差。由于用电设备都是按照额定电压运行条件而设计制造的，当实际运行电压与额定电压不符时就会产生电压偏差，用电设备的性能和使用安全就要受到影响。以异步电动机为例，其转矩与端电压的平方成正比，当机端电压低于额定电压

5、时，带额定负载的电动机可能停止运转，严重时甚至烧毁；若机端电压过高，则会导致电动机励磁电流增大，使铁心过热，对电动机的绝缘是不利的。……………3风电并网对电能质量影响的评估…………253.1最小二乘支持向量机的电能质量综合等级评估模型…253.1.1最小二乘支持向量机分类算法……253.1.2最小二乘支持向量机电能质量综合等级评估模型………………323.2风电并网仿真模型……………364风电并网对电能质贵影响的治理……………594.1风电场电能质量治理装置………………594.1.1风电场对无功补偿装置的要求………594.1.2无功补偿装置的分类

6、及其性能…………594.1.3风电场无功补偿装賈的选择…………………614.2基于静止无功补偿器的风电场电能质讨治理………………………614.2.1静止无功补偿器（SVC)的原理及模型……………614.2.1越于SVC的风电场电能质量治理………………624.3基于静止同步补偿器的风电场电能质量治理……………635结论与展望…..755.1主要研究成果与结论……………755.2未来工作与展望……………764风电并网对电能质量影响的治理4.1风电场电能质量治理装置风电场的无功变动较为频繁，因此对无功补偿装置也有如下几个要求：①灵敏、响应速度快；②具

7、备连续的动态无功调节能力；③装置可靠性高、损耗小；④考虑装置的安装、运行及维护费用；⑤装置的经济性能。综合考虑以上几个要求后，风电场在电能质量治理时需要选择适当的无功补偿装置。4.2基于静止无功补偿器的风电场电能质量治理SVC实现了快速、连续平滑地调节无功补偿，并能维持电压恒定。SVC的主要组成部分包括：受晶闹管调控的电抗器一TCR;受晶闹管控制投切的电容器组一TSC;前两者的混合装置等。TSC分组投入或切除，TCR可实现平滑控制。所以，SVC可以看成是可调节电纳值的无功元件，其等效电纳的大小是由外部控制中输出的控制信号来调节的。………5结论与

8、展望风电接入系统后，对电网稳定性的影响程度取决于风电场容量占系统容量的比例。风电所占比例越大，风电场运行时输出波动性越显著，对该地区电网的安全性和可靠