并网风电场无功补偿策略研究

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1、华北电力大学（保定）硕士学位论文并网风电场无功补偿策略研究姓名：冉然申请学位级别：硕士专业：电气工程指导教师：栗然2011-06华北电力大学硕士学位论文摘要随着风电场大规模集中发展，电网对风电场日益提高的并网要求和风电场并网点电压波动、功率因数较低的现状存在矛盾。本课题针对风电场无功补偿装置策略问题展开了一系列的分析研究，提出了应用并联电容器组+SVC对风电场进行联合无功补偿策略，以保持并网点电压稳定，满足并网要求。研究了风力发电机模型、桨距控制模型、风速模型和风功率模型，其中对风速模型的研究考虑了平均风、随机风、渐变风和阵风；选取平均风、混合渐

2、变风和阵风作为输入对不同风速时风电机组的输出特性进行了仿真，分析了功率和电压波动的原因；分析了不同风速以及三相短路故障下风电场的输出特性。研究了无功补偿装置工作原理，建立了基于PSCAD的仿真模型；分别将并联电容器组、SVC和STATCOM补偿风电场无功，分析其对风电场电压的支撑能力；对三种无功补偿装置的补偿效果进行了综合比较。根据目前风电场的实际情况在PSCAD中建立了风电场低电压保护模块，并将该模块用于电网中进行仿真；分析了无功补偿装置提高风电场低电压穿越能力的机理，分析无功补偿装置在提高风电场低电压穿越能力的同时给节点电压带来的影响；提出了

3、应用并联电容器组+SVC对风电场进行联合补偿的无功补偿策略。建立了含有两个等值风电场的电网模型，在风电场出口采用并联电容器组+SVC联合补偿装置进行无功补偿；分析了风电场出口发生不同类型的短路故障时并联电容器组+SVC联合无功补偿对风电场并网点电压的支撑能力；对比了采用所提无功补偿策略前后风电场出口的电压水平和风机转子转速。关键词：风电场；无功补偿；SVC；STATCOMI华北电力大学硕士学位论文AbstractWiththelarge-scalecentralizeddevelopmentofwindfarm,thereisacontradic

4、tionduringtheincreasingdemandswhicharerequiredbyconnectingtonetwork,voltagefluctuationofwindpoweraccesspointandlowpowerfactor.Aimingatthestragetyofreactivepowercompensationdevices,thisarticleconductedaseriesstudies,proposedareactivepowercompensationstrategyusingcapacitorandSV

5、Ctocompensatereactivepowercommonly,tomaintainthevoltagestabilityofwindfarmaccesspointandmeettherequiresofconnectingthenetwork.Themodelofconstantspeedconstantfrequencywind-drivengenerator,OARSelongationcontrolmodel,windspeedmodelandwindpowermodelareresearched.Theaveragewind,st

6、ochasticwind,gradientwindandgustywindweretakenconsiderinthewindspeedmodel.Simulatedoutputcharacteristicofwindfarmusingaveragewindgustswind,gradientwindandmixingofdifferentwindspeedasinput,analysedthecauseoffluctuationofvoltageandpower;Analyzesthetheoutputcharacteristicsofwind

7、farmwhenthewindspeedisdifferentorthereisathree-phaseshort-circuitfaultinsystem.Researchedtheworkprincipleofreactivepowercompensationdevices,setupthesimulationmodelbasedonPSCAD;Compensatedthereactivepowerwhichthewindfarmneededusingparallelcapacitor,SVCandSTATCOM,analyzesthevol

8、tagesupportabilityofthethreedevicesonwindfarm,madeasyntheticcomparis