STATCOM在風(fēng)電場(chǎng)無(wú)功補(bǔ)償中的應(yīng)用研究.pdf

1、在能源危機(jī)與環(huán)境污染的雙重壓力下,世界各國(guó)均大力發(fā)展清潔的可再生能源。這其中風(fēng)力發(fā)電技術(shù)發(fā)展得最為成熟,裝機(jī)容量在電網(wǎng)中的比重也越來(lái)越大。風(fēng)電場(chǎng)對(duì)電網(wǎng)穩(wěn)定性的影響越來(lái)越受到人們的關(guān)注。
　　并網(wǎng)運(yùn)行的風(fēng)電場(chǎng)對(duì)電網(wǎng)有著多方面的影響,如:風(fēng)速的隨機(jī)變化導(dǎo)致風(fēng)電場(chǎng)輸出功率波動(dòng),當(dāng)風(fēng)電場(chǎng)無(wú)功補(bǔ)償能力不足時(shí),接入點(diǎn)電壓也將隨之發(fā)生波動(dòng),甚至發(fā)生‘‘電壓閃變”,對(duì)電網(wǎng)的電壓以及運(yùn)行穩(wěn)定性帶來(lái)不利影響;此外,電網(wǎng)出現(xiàn)故障時(shí),要求風(fēng)電場(chǎng)能夠保持并

2、網(wǎng)運(yùn)行,甚至在故障時(shí)能夠向電網(wǎng)提供無(wú)功功率,幫助系統(tǒng)恢復(fù),即風(fēng)電場(chǎng)需具備低電壓穿越能力。以上兩個(gè)方面均對(duì)風(fēng)電場(chǎng)的無(wú)功補(bǔ)償能力提出了要求。目前風(fēng)電場(chǎng)常用可投切電容器組進(jìn)行無(wú)功補(bǔ)償,但電容器組補(bǔ)償容量離散,調(diào)節(jié)速度慢,電壓調(diào)整能力較差,無(wú)法滿足風(fēng)電場(chǎng)對(duì)無(wú)功功率的動(dòng)態(tài)需求。針對(duì)上述問(wèn)題,本文提出將STACOM應(yīng)用于風(fēng)電場(chǎng),并使其與風(fēng)電場(chǎng)原有的無(wú)功補(bǔ)償能力相配合,在提高并網(wǎng)風(fēng)電場(chǎng)穩(wěn)定性和低電壓穿越能力的同時(shí),減小連續(xù)補(bǔ)償設(shè)備的投資。
　　

3、首先,本文對(duì)風(fēng)電場(chǎng)、風(fēng)力發(fā)電機(jī)組、STATCOM的數(shù)學(xué)模型進(jìn)行了分析推導(dǎo),并給出了適用于電力系統(tǒng)仿真的風(fēng)電場(chǎng)、風(fēng)力發(fā)電機(jī)組以及STATCOM的模型與控制框圖。
　　其次,本文將STATICOM應(yīng)用于基于異步風(fēng)力發(fā)電機(jī)組的風(fēng)電場(chǎng),使其與風(fēng)電場(chǎng)原有的可投切電容器組相配合,構(gòu)成混合無(wú)功補(bǔ)償系統(tǒng),共同實(shí)現(xiàn)風(fēng)電場(chǎng)的無(wú)功補(bǔ)償;給出了所提混合無(wú)功補(bǔ)償系統(tǒng)的控制策略和原理框圖;采用PSCAD/EMTDC建立異步風(fēng)電場(chǎng)并網(wǎng)的仿真模型,并在穩(wěn)態(tài)、暫態(tài)

4、兩種情況下進(jìn)行仿真分析,結(jié)果表明:本文所提出的混合無(wú)功補(bǔ)償系統(tǒng)能以較少的成本實(shí)現(xiàn)對(duì)風(fēng)電場(chǎng)無(wú)功的連續(xù)補(bǔ)償;在電網(wǎng)故障時(shí)可及時(shí)補(bǔ)償異步機(jī)組的無(wú)功需求,并在故障后加快系統(tǒng)電壓和風(fēng)電機(jī)組的恢復(fù)速度,使得異步風(fēng)電機(jī)組具備了一定的低電壓穿越能力。
　　最后,本文將STATCOM應(yīng)用于基于雙饋感應(yīng)發(fā)電機(jī)組(DFIG)的風(fēng)電場(chǎng),并使其與雙饋風(fēng)電機(jī)組自身的無(wú)功補(bǔ)償能力相配合,以提高雙饋風(fēng)電機(jī)組的低電壓穿越能力;給出了STATCOM與雙饋機(jī)組無(wú)功調(diào)節(jié)