双馈型风电场参与电压无功调节分层控制方案

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1、第42卷第24期电力系统保护与控制Vl0I．42NO．242014年12月16日PowerSystemProtectionandControlDec．16．2O14双馈型风电场参与电压无功调节的分层控制方案刘皓明，唐俏俏17朱凌志，赵大伟，李晨晨，石磊(1．河海大学能源与电气学院，江苏南京211100；2．中国电力科学研究院，江苏南京210003；3．国电南瑞科技股份有限公司，江苏南京210061)摘要：针对弱联接风电场并网点电压波动问题，通过对双馈风电机组功率关系分析，以及电机定子、网侧挟流器功率极限的推导，在传统的无功控制方案的

2、基础上，提出了一种在电压跌落时机组发出无功以稳定电压的无功控制模式。可以根据电网电压波动情况，选择参与无功控制机组数量，充分发挥双馈风电场的无功能力，减少使用率不高的无功补偿装置的投资。基于PSCAD／EMTDC平台搭建风电场接入电网仿真系统，仿真结果验证了所提控制方案的有效性。关键词：双馈电机；功率极限；无功控制；电压调节；分层控制HierarchicalcontrolstrategyofvoltageandreactivepowerforDFIGwindfarmLIUHao．ming。，TANGQiao．qiao，ZHULing

3、．zhi，ZHAODa．wei，LIChen．chen，SHILei(1．CollegeofEnergyandElectricalEngineering，HohaiUniversity,Nanjing211100，China；2．ChinaElectricPowerResearchInstitute，Nanjing210003，China；3．NARITechnologyDevelopmentLimitedCompany,Nanjing210061，China)Abstract：Consideringtheproblemsofvol

4、tagefluctuationsofweakconnectionwindfarm，throughtheanalysisofDFIG’Spowerflowandderivationofthestatorandgrid—sideconverter’Spowerlimitation，thepaperproposesareactivepowerhierarchicalcontrolstrategythatcompensatesreactiveinprioritywhenvoltagedrop，basedontraditionalreacti

5、vepowercontrolmodes．ThereactivepowerhierarchicalcontrolstrategychoosesappropriateDFIGunitsaccordingtothelevelofvoltagefluctuations．ThattakesadvantageofcapabilityofDFIGreactivepower,andsavestheinvestmentofthelow-frequencyreactivecompensationdevice．Finally,thesimul~ionmo

6、delofsmallscalewindfarmconectingtogirdisbuiltbasedonPSCAD／EMTDCsimulationplatform，theresultsprovethattheproposedcontrolstrategyisefective．ThisworkissupposedbyNationalHigh—techR&DProgramofChina(863Program)(No．2013AA050601)．Keywords：DFIG；powerlimitation；reactivepowercont

7、rol；voltageregulation；hierarchicalcontrolstrategy中图分类号：TM76文献标识码：A文章编号：1674．3415(2014)24．0079．07进行解耦控制，机组的定子侧和网侧换流器均能够0引言向电网注入无功，对负荷的无功消耗动态补偿，为目前接入电网的风电场所占比例不断增大，且电网提供电压支撑【oJ。多位于偏远的地区或者海上，需要通过长距离输电双馈风电机组发出有功多少主要取决于风速的线与电网相连。风电场的输出功率随风速变化而变大小，而风力发电系统无功功率的输出主要取决于化，具有随机性、

8、波动性和不可控性，对电网的稳电网的需求以及无功控制方式J。目前，风电机组定运行带来了威胁，风电机组的运行和控制方式对无功控制方式主要有功率因数控制和电压控制两风电场以及接入电网的电压稳定有很大的影响J。种。一些学者对双馈风电机组的无功