FACTS在含大型風(fēng)電場(chǎng)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(chǎng)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(chǎng)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(chǎng)并網(wǎng)系統(tǒng)安全穩(wěn)定性的有效措施。本文重點(diǎn)對(duì)FACTS提高含大型風(fēng)電場(chǎng)互聯(lián)系統(tǒng)輸電線路傳輸能力、抑制含風(fēng)電場(chǎng)互聯(lián)系統(tǒng)的低頻振蕩、提高風(fēng)電場(chǎng)并網(wǎng)的暫態(tài)電壓穩(wěn)定性以及補(bǔ)償風(fēng)電場(chǎng)并網(wǎng)無(wú)功功率等問(wèn)題進(jìn)行研究。主要?jiǎng)?chuàng)新點(diǎn)如下:
　　(1)針對(duì)風(fēng)電場(chǎng)發(fā)電容量迅速增加與相對(duì)薄弱的輸電網(wǎng)絡(luò)之間的矛

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

3、含大型風(fēng)電場(chǎng)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(shí)刻的對(duì)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(shí)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(shí),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(chǎng)的互聯(lián)系統(tǒng)承受大擾動(dòng)的能力,提高系統(tǒng)穩(wěn)定性。
　　(3)由于系統(tǒng)受到大擾動(dòng)或故障時(shí),風(fēng)電場(chǎng)需要從電網(wǎng)吸收大量的無(wú)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(chǎng)切機(jī)措施又極易引起系統(tǒng)振蕩。結(jié)合STATCOM具有瞬時(shí)調(diào)節(jié)無(wú)功,快速回復(fù)故障電壓的能力。提出了在風(fēng)電場(chǎng)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(guò)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(chǎng)并網(wǎng)的暫態(tài)電壓穩(wěn)定性、增強(qiáng)風(fēng)電場(chǎng)低電壓穿越能力方面具有明顯的優(yōu)勢(shì)。
　　(4)針對(duì)STATCOM無(wú)功補(bǔ)償迅速靈活,但是造價(jià)昂貴,而固定并聯(lián)電容器組造價(jià)低廉,但是不能進(jìn)行實(shí)時(shí)

5、平滑補(bǔ)償?shù)膯?wèn)題,提出了應(yīng)用STATCOM與自動(dòng)投切并聯(lián)電容器(APFC)聯(lián)合對(duì)風(fēng)電場(chǎng)進(jìn)行實(shí)時(shí)、平滑無(wú)功功率補(bǔ)償?shù)膮f(xié)調(diào)優(yōu)化配置方案。以無(wú)功補(bǔ)償設(shè)備投資最小作為目標(biāo)函數(shù),對(duì)補(bǔ)償設(shè)備的容量進(jìn)行尋優(yōu)。應(yīng)用APFC對(duì)不同工作風(fēng)速下系統(tǒng)靜態(tài)穩(wěn)定運(yùn)行時(shí)的風(fēng)電場(chǎng)無(wú)功功率進(jìn)行階梯式補(bǔ)償。應(yīng)用STATCOM對(duì)APFC投切間隙進(jìn)行動(dòng)態(tài)實(shí)時(shí)補(bǔ)償和故障后的風(fēng)電場(chǎng)暫態(tài)無(wú)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(chǎng)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