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

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

2、盾問題,提出了在風(fēng)電場并網(wǎng)輸電線上安裝TCSC可變阻抗控制器,并設(shè)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(shí)時跟蹤風(fēng)電場隨風(fēng)速變化的有功輸出,通過實(shí)時靈活地調(diào)節(jié)傳輸線路的阻抗,實(shí)時調(diào)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(qiáng)風(fēng)電場故障后電壓的恢復(fù)能力,提高風(fēng)能利用率。
　　(2)針對TCSC保護(hù)裝置會因?yàn)槎搪冯娏鞔?積累能量多而導(dǎo)致保護(hù)誤動作,減弱TCSC阻尼控制器的抑制效果等問題。詳細(xì)研究了

3、含大型風(fēng)電場的互聯(lián)系統(tǒng)聯(lián)絡(luò)線修正能量函數(shù)與TCSC模式轉(zhuǎn)換時刻的對應(yīng)關(guān)系,提出了基于聯(lián)絡(luò)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(yùn)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(luò)線修正能量函數(shù)的附加控制,增強(qiáng)了含風(fēng)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(fēng)電場需要從電網(wǎng)吸收大量的無功功率,導(dǎo)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(fēng)電場切機(jī)措施又極易引起系統(tǒng)振蕩。結(jié)合STATCOM具有瞬時調(diào)節(jié)無功,快速回復(fù)故障電壓的能力。提出了在風(fēng)電場并網(wǎng)母線處安裝STATCOM自適應(yīng)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(yàn)證了該控制器在提高風(fēng)電場并網(wǎng)的暫態(tài)電壓穩(wěn)定性、增強(qiáng)風(fēng)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(bǔ)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(jìn)行實(shí)時

5、平滑補(bǔ)償?shù)膯栴},提出了應(yīng)用STATCOM與自動投切并聯(lián)電容器(APFC)聯(lián)合對風(fēng)電場進(jìn)行實(shí)時、平滑無功功率補(bǔ)償?shù)膮f(xié)調(diào)優(yōu)化配置方案。以無功補(bǔ)償設(shè)備投資最小作為目標(biāo)函數(shù),對補(bǔ)償設(shè)備的容量進(jìn)行尋優(yōu)。應(yīng)用APFC對不同工作風(fēng)速下系統(tǒng)靜態(tài)穩(wěn)定運(yùn)行時的風(fēng)電場無功功率進(jìn)行階梯式補(bǔ)償。應(yīng)用STATCOM對APFC投切間隙進(jìn)行動態(tài)實(shí)時補(bǔ)償和故障后的風(fēng)電場暫態(tài)無功功率補(bǔ)償。由于綜合考慮了補(bǔ)償設(shè)備運(yùn)行的經(jīng)濟(jì)性、風(fēng)電場在不同工作風(fēng)速下并網(wǎng)運(yùn)行的靜態(tài)穩(wěn)定性以及系