電網(wǎng)故障下風電場公共連接點電壓穩(wěn)定性研究.pdf

1、風能是大自然給予人類的一種可再生能源，而風電作為最具規(guī)?；_發(fā)和商業(yè)化發(fā)展前景的新型清潔能源，引起世界范圍內(nèi)的廣泛關注和重視。風力發(fā)電技術隨著世界風電事業(yè)的蓬勃發(fā)展取得了長足的進步，大規(guī)模風電在中國的迅速發(fā)展給電力系統(tǒng)安全運行帶來了新的挑戰(zhàn)和研究課題。2011年是風電事故頻發(fā)的一年，京津唐電網(wǎng)、甘肅酒泉風電基地等由于短路故障，發(fā)生了幾次大規(guī)模風電機組集中脫網(wǎng)，導致電力系統(tǒng)電壓、頻率大幅度波動，直接威脅到電力系統(tǒng)的安全穩(wěn)定運行，暴露出主網(wǎng)

2、接納這種新型能源的脆弱性，引起了國內(nèi)外的高度關注。
　　 事故分析結果表明電網(wǎng)故障下風電機組不具備低電壓穿越能力，動態(tài)無功補償設備存在缺陷、風電場35kV公共連接點處電壓穩(wěn)定性脆弱。為解決以上問題，本文主要對雙饋風力發(fā)電機組和直驅永磁同步發(fā)電機組構成的兩種不同風電場在公共連接點處的電壓穩(wěn)定性進行研究，保證其具有低電壓穿越能力，進而維持系統(tǒng)穩(wěn)定運行。文章首先提出一種改進的檢測系統(tǒng)，即鎖相環(huán)與pqr變換檢測方法相結合。由于在不對稱故

3、障下，鎖相環(huán)受負序分量的影響，鎖相環(huán)要取得較好的穩(wěn)態(tài)精度，其環(huán)路濾波器的截止頻率必須較低，影響了其動態(tài)響應速度，而通過pqr數(shù)學變換、數(shù)學運算可以迅速獲得參考電壓的幅值和相位跳變角度，與利用鎖相環(huán)技術獲得網(wǎng)側電壓在故障前的相位結合，代替?zhèn)鹘y(tǒng)方法中的鎖相環(huán)環(huán)節(jié)，避免由其產(chǎn)生的誤差，提高檢測精度;為提高雙饋風電場發(fā)生不對稱故障下的低電壓穿越能力，在發(fā)電機出口690V處串聯(lián)采用改進補償策略的動態(tài)電壓恢復器DVR，輔助雙饋式風電場實現(xiàn)低電壓穿越

4、，仿真結果驗證了該控制策略的有效性;為保證直驅永磁同步發(fā)電系統(tǒng)的風電場35kV線路發(fā)生不對稱故障時穩(wěn)定運行，利用單相電壓延遲60°來構造三相對稱電壓，消除負序分量造成的直流母線2倍頻振蕩的影響。通過電壓矢量控制，結合能量泄放回路解決直流側的功率擁堵，提高機側并網(wǎng)的適應性。同時在網(wǎng)側增加硬件回路，采用改進的最小能量補償算法的動態(tài)電壓恢復器DVR，采取零有功補償，并將無功功率引入算法中，為系統(tǒng)提供無功功率支持，恢復網(wǎng)側電壓，提高網(wǎng)側自身的穩(wěn)