FACTS在含大型風電場的電力系統(tǒng)穩(wěn)定控制中的應用研究.pdf

1、大型風電場并網(wǎng),給電網(wǎng)的安全穩(wěn)定運行造成一定隱患,因此研究風電場并網(wǎng)系統(tǒng)的安全穩(wěn)定性受到了關注。FACTS在電力系統(tǒng)中的成功應用,表明FACTS是提高風電場并網(wǎng)系統(tǒng)安全穩(wěn)定性的有效措施。本文重點對FACTS提高含大型風電場互聯(lián)系統(tǒng)輸電線路傳輸能力、抑制含風電場互聯(lián)系統(tǒng)的低頻振蕩、提高風電場并網(wǎng)的暫態(tài)電壓穩(wěn)定性以及補償風電場并網(wǎng)無功功率等問題進行研究。主要創(chuàng)新點如下:
　　(1)針對風電場發(fā)電容量迅速增加與相對薄弱的輸電網(wǎng)絡之間的矛

2、盾問題,提出了在風電場并網(wǎng)輸電線上安裝TCSC可變阻抗控制器,并設計了考慮暫態(tài)穩(wěn)定約束的附加Bang-Bang控制策略。該控制器能實時跟蹤風電場隨風速變化的有功輸出,通過實時靈活地調節(jié)傳輸線路的阻抗,實時調節(jié)輸電線路的傳輸能力,可有效提高系統(tǒng)的暫態(tài)穩(wěn)定極限,增強風電場故障后電壓的恢復能力,提高風能利用率。
　　(2)針對TCSC保護裝置會因為短路電流大,積累能量多而導致保護誤動作,減弱TCSC阻尼控制器的抑制效果等問題。詳細研究了

3、含大型風電場的互聯(lián)系統(tǒng)聯(lián)絡線修正能量函數(shù)與TCSC模式轉換時刻的對應關系,提出了基于聯(lián)絡線修正能量函數(shù)的TCSC分段阻尼控制器及其控制策略。該控制器在靜態(tài)運行時采用電壓電流雙環(huán)閉環(huán)控制,保證線路的有功潮流穩(wěn)定在期望值。而在系統(tǒng)發(fā)生故障時,采用基于聯(lián)絡線修正能量函數(shù)的附加控制,增強了含風電場的互聯(lián)系統(tǒng)承受大擾動的能力,提高系統(tǒng)穩(wěn)定性。
　　(3)由于系統(tǒng)受到大擾動或故障時,風電場需要從電網(wǎng)吸收大量的無功功率,導致并網(wǎng)電壓迅速降低,極

4、易造成系統(tǒng)電壓崩潰,而采取風電場切機措施又極易引起系統(tǒng)振蕩。結合STATCOM具有瞬時調節(jié)無功,快速回復故障電壓的能力。提出了在風電場并網(wǎng)母線處安裝STATCOM自適應電壓電流雙環(huán)控制器,并給出了控制策略。通過與其它控制方法的仿真比較,驗證了該控制器在提高風電場并網(wǎng)的暫態(tài)電壓穩(wěn)定性、增強風電場低電壓穿越能力方面具有明顯的優(yōu)勢。
　　(4)針對STATCOM無功補償迅速靈活,但是造價昂貴,而固定并聯(lián)電容器組造價低廉,但是不能進行實時

5、平滑補償?shù)膯栴},提出了應用STATCOM與自動投切并聯(lián)電容器(APFC)聯(lián)合對風電場進行實時、平滑無功功率補償?shù)膮f(xié)調優(yōu)化配置方案。以無功補償設備投資最小作為目標函數(shù),對補償設備的容量進行尋優(yōu)。應用APFC對不同工作風速下系統(tǒng)靜態(tài)穩(wěn)定運行時的風電場無功功率進行階梯式補償。應用STATCOM對APFC投切間隙進行動態(tài)實時補償和故障后的風電場暫態(tài)無功功率補償。由于綜合考慮了補償設備運行的經(jīng)濟性、風電場在不同工作風速下并網(wǎng)運行的靜態(tài)穩(wěn)定性以及系