STATCOM在風電場無功補償中的應用研究.pdf

1、在能源危機與環(huán)境污染的雙重壓力下,世界各國均大力發(fā)展清潔的可再生能源。這其中風力發(fā)電技術發(fā)展得最為成熟,裝機容量在電網中的比重也越來越大。風電場對電網穩(wěn)定性的影響越來越受到人們的關注。
　　并網運行的風電場對電網有著多方面的影響,如:風速的隨機變化導致風電場輸出功率波動,當風電場無功補償能力不足時,接入點電壓也將隨之發(fā)生波動,甚至發(fā)生‘‘電壓閃變”,對電網的電壓以及運行穩(wěn)定性帶來不利影響;此外,電網出現故障時,要求風電場能夠保持并

2、網運行,甚至在故障時能夠向電網提供無功功率,幫助系統(tǒng)恢復,即風電場需具備低電壓穿越能力。以上兩個方面均對風電場的無功補償能力提出了要求。目前風電場常用可投切電容器組進行無功補償,但電容器組補償容量離散,調節(jié)速度慢,電壓調整能力較差,無法滿足風電場對無功功率的動態(tài)需求。針對上述問題,本文提出將STACOM應用于風電場,并使其與風電場原有的無功補償能力相配合,在提高并網風電場穩(wěn)定性和低電壓穿越能力的同時,減小連續(xù)補償設備的投資。
　　

3、首先,本文對風電場、風力發(fā)電機組、STATCOM的數學模型進行了分析推導,并給出了適用于電力系統(tǒng)仿真的風電場、風力發(fā)電機組以及STATCOM的模型與控制框圖。
　　其次,本文將STATICOM應用于基于異步風力發(fā)電機組的風電場,使其與風電場原有的可投切電容器組相配合,構成混合無功補償系統(tǒng),共同實現風電場的無功補償;給出了所提混合無功補償系統(tǒng)的控制策略和原理框圖;采用PSCAD/EMTDC建立異步風電場并網的仿真模型,并在穩(wěn)態(tài)、暫態(tài)

4、兩種情況下進行仿真分析,結果表明:本文所提出的混合無功補償系統(tǒng)能以較少的成本實現對風電場無功的連續(xù)補償;在電網故障時可及時補償異步機組的無功需求,并在故障后加快系統(tǒng)電壓和風電機組的恢復速度,使得異步風電機組具備了一定的低電壓穿越能力。
　　最后,本文將STATCOM應用于基于雙饋感應發(fā)電機組(DFIG)的風電場,并使其與雙饋風電機組自身的無功補償能力相配合,以提高雙饋風電機組的低電壓穿越能力;給出了STATCOM與雙饋機組無功調節(jié)