基于统一潮流控制器并网风电场潮流分析

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1、《电气自动化)2013年第35卷第3期电力系统及其自动·PowerSystem＆Automation基于统一潮流控制器的并网风电场潮流分析饶成诚。王海云，唐新安(1．可再生能源发电与并网技术教育部工程研究中心新疆大学电气工程学院，新疆乌鲁木齐830047；2．新疆金风科技股份有限公司。新疆乌鲁木齐830000)摘要：风电场因风速变化的不规律性将导致并网系统电压失稳。统一潮流控制器(UPFC)是柔性交流输电系统(FACTS)中功能最为全面的器件，能够维持风电场电压及并网系统的稳定运行。根据异步风力发电机的数学模型，以及UPFC的工作原理和控制策略，在

2、DIgSILENT／PowerFactory中搭建了安装UPFC的风电并网系统模型，通过仿真风速突变时风电场的电压和功率情况。仿真结果表明，UPFC能够控制线路潮流，并能维持风电机组和系统的稳定。关键词：异步风电机组；统一潮流控制器；风电场；线路潮流DOI：10．3969／j·issn．1000—3886．2013．03．025[中图分类号]TM614[文献标志码]A[文章编号]1000—3886(2013)03—0074—03PowerFlowAnalysisOfWindFarminPowerGridBasedOnUPFCRAOCheng-che

3、ng，WANGHai．Vun，TANGXin．an(1．EngineeringResearchCenterForRenewableEnergyPowerGeneration&GridTechnology，approvedbyEducationMinistryforitsestablishment，underCollegeofElectricalEngineering，XinjiangUniversity，UrumqiXinjiang830047，China；2．GoldwindScience&TechnologyCo．，Ltd．，UrumqiXi~

4、iang830000，China)Abstract：Therandomnessofwindspeedinwindfarmmayresultsinvoltageinstabilityofthegridsystem．AsthemostcomprehensivedeviceinFACTS，UPFCcanmaintainstablevoltageofthewindfarmandsteadyoperationofthegridsystem．Basedonthemathematicalmodelsofasynchronouswindgeneratorandth

5、eoperationprincipleandcontrolstrategiesofUPFC。amodelofUPFCwindgeneratorgridsystemisbuiltDIgSILENT／PowerFactory，toshowthevoltageandpowerconditionofwindfarmbymeansofsimulatingsuddenchangeofwindspeed．ThesimulationresultsindicatethatUPFCcancontrolpowerflowoftransmissionlines，andke

6、epstabilityofwind—turbinegeneratorsandpowersystem．Keywords：asynchronouswind—turbinegenerator；UPFC；windfarm；powerflowU引再1风力发电机的数学模型和并网分析风能具有随机性，风力发电机并网后对电网会产生一定的影鼠笼式风力发电机的机械功率和机械转矩分别为：响⋯。风电并网系统的稳态潮流分析是风电场规划的重心，建立P=—3c(A)P(1)能够准确描述风电机组特性的稳态数学模型极其重要。文献Pm[2]分析了恒速风力机组成风电场的等值方法，对于变风

7、速风电==(2)ZA机组同样适用。文献[3]用蒙特卡罗模拟法进行风电场潮流分其中A为风轮扫略面积；为风力机转速；Cp是功率系数；析，但多次模拟使得计算时间较长。文献[4]采用PV节点的敏A是风力机叶尖速比；p为空气密度；R为风轮半径。感性矩阵消除电压偏差，提出了基于灵敏度补偿的配电网潮流鼠笼式发电机的定子功率以及电磁转矩在d—q平面上分算法。统一潮流控制器(UPFC)是功能最全面的FACTS装置，其串别为：联侧换流器通过改变所连接变压器两端电压来控制线路潮流，并fPs=出出+“(3)联侧换流器通过改变发出功率来控制节点电压。LQslZqs女一Uds

8、本文在DIgSILENT／PowerFactory中建立了包含UPFC的风电=(i一i)(4)并网系统仿真模型，潮流分析中