动态无功控制方式对风电汇集地区电压稳定性影响分析

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1、第33卷第8期可再生能源Vol.33No.82015年8月RenewableEnergyResourcesAug.2015动态无功控制方式对风电汇集地区电压稳定性影响分析周红婷，宋玮（华北电力大学电气与电子工程学院，河北保定071003）摘要：冀北风电汇集地区的动态无功补偿装置大多采用感性支路恒无功控制，在该控制方式下，当系统侧有电容扰动时会造成汇集母线电压大幅升高。针对此问题，文章提出风电场内动态无功补偿装置可采用恒电压控制方式，利用风电场多馈入有效短路比，分析不同控制点对风电汇集地区电压稳定性的影响，并以华北某一风电汇集地区为例，在PSS/E中分别对动态无功补偿装置的恒电压及恒无功控

2、制方式对电压稳定性的影响进行仿真分析，仿真结果验证该控制方式在电压稳定性方面具有良好特性。关键词：风电汇集地区；动态无功补偿方式；多馈入有效短路比；电压静态稳定；无功电压控制中图分类号：TM614文献标志码：A文章编号：1671-5292（2015）08-1130-05DOI:10.13941/j.cnki.21-1469/tk.2015.08.0020前言上述文献在研究无功电压控制系统中，动态[1]，[2]目前风力发电成为能源发展的重要方向。无功补偿装置的控制方式在稳态时均为恒无功控由于我国风能资源主要集中在“三北”地区，而负制方式，但文献[10]在分析张北地区风机脱网事荷中心多分布在

3、东部地区，这就决定了目前所采故中指出，动态无功补偿装置的恒无功控制方式取的风电大规模集中接入，长距离输送供给负荷会使电压-无功灵敏度增大，从而给汇集地区的的方式，对系统电压的稳定性带来很大的挑战。国电压稳定带来威胁。所以研究动态无功补偿装置家电网公司企业标准Q/GDW392《风电场接入电的控制方式对风电汇集地区的电压稳定的影响和网技术规定》中要求，并网点电压应在额定电压的无功电压控制策略的改善显得尤为重要。97%~107%内，并且并网风电场应配置无功-电压本文针对该问题，以动态无功补偿装置-静[3]，[4]控制系统。止无功补偿器（SVC）为例，在基于SVC的感性支诸多学者在风电场无功-电

4、压控制领域中展路恒无功控制与风电汇集地区电压相互作用机理开深入研究。文献[5]提出通过利用变速恒频风电的同时，分析SVC恒电压控制点不同时的风电汇机组的无功调节对风电场无功进行分层控制。文集地区电压稳定性，并在PSS/E中建立风电汇集献[6]根据常规变电站综合无功控制的分区图原系统模型，仿真SVC恒无功控制、低压侧恒电压理，推导出基于分区图原理的风电场AVC系统控制及高压侧恒电压控制方式等不同工况下风电的控制策略。文献[7]把风电场侧的所有机组汇流场的电压变化。母线作为电压控制点，研究动态无功补偿装置和1风电场典型无功电压控制及其问题DFIG在稳态运行时的无功分配方法。文献[8]采1.1

5、风电场基本无功电压控制思想用基于潮流的灵敏度法来研究风电场AVC控制目前风电场基本无功电压控制如图1所示。策略，给出双馈风电机组无功功率的实际可调由图1可知，风电场的全网AVC系统与常规范围、控制精度等。文献[9]建立双馈风电场无功能源组成的电网AVC系统类似，也可认为是三级电压多目标优化控制模型，实现风电机组之间、电压控制模式。动态无功补偿装置在执行AVC指风电机组与动态无功补偿设备之间的协调控令期间为恒无功控制。风电场中，为了减少损耗，制。SVC一般采用TCR+FC型。收稿日期：2015-03-27。作者简介：周红婷（1990-），女，硕士研究生，研究方向为风电场无功电压控制。E-m

6、ail：bleachwin2014@163.com·1130·周红婷，等动态无功控制方式对风电汇集地区电压稳定性影响分析于初始状态BL，Bc及X，式（3）对BL，Bc及X分别全局控制（AVC主站）求导得：Uref/QrefUPCC/QPCCdf（Bc）22=-2VBXL坠Bc风电场AVC子站df（BL）222ΔQCΔQW=2VX+2VBLX（4）坠BL无功补偿装置控制器风电机群无功控制df（X）2（1+2（B））=2VL-Bc坠XΔQTCRΔQcapΔQw1ΔQwN动态无功固定由式（4）可知，母线电压无功灵敏度随Bc增风机1风机N补偿装置电容器组大而

7、减小，随X和BL增大而增大。当风电场初始图1风电场无功电压控制图投入的Bc较小，BL较大，且距系统较远时，若SVCFig.1Diagramofwindfarmreactivepowerandvoltagecontrol采用恒无功控制，在受到电容扰动后极易造成风1.2恒无功控制带来的电压稳定性问题机过压脱网，对系统电压稳定性带来极大挑战，图图2为简单风电汇集系统图，风电场通过353给出此情况下风电场35kV母线电压的Q-VkV/220