近年来,新能源发电迅猛发展,风电场和光伏电站并网规模不断增大,风光出力的随机性给电力系统电压稳定带来不利影响。因此,研究同一地区风电场和光伏电站并网对系统电压稳定的影响以及相应的控制策略已成为重要的研究课题。本文采用概率分析方法分析风电和光伏发电对系统电压稳定的影响,针对风电场和光伏电站并网引起的电压波动和电压稳定问题,提出一种无功电压分层控制策略。具体研究内容如下:(1)总结国内外风电和光伏发电研究现状,分析电力系统静态电压失稳机理,然后介绍静态电压稳定分析方法和电压稳定指标。静态电压稳定分析方法主要包括确定性和概率性的分析方法,确定性的分析方法主要有PV曲线和VQ曲线法、灵敏度分析法、特征值分析法和模态分析法,概率分析法主要有MC法和随机响应面法,最后对电压稳定分析指标进行了分析。(2)基于Copula函数和核密度估计建立风光出力联合概率分布模型,分析风光并网前后及其出力相关性对系统电压稳定性的影响。首先介绍了概率论相关知识,然后建立风电场和光伏电站出力的联合概率模型并进行离散化,针对不同状态进行连续潮流计算,获得节点电压、系统负荷裕度和临界电压的离散概率分布,采用半不变量和Gram-Charlier级数拟合负荷裕度和临界电压的分布曲线,最后在matlab R2014a编程实现上述方法,仿真分析了风光并网前后及出力相关性对系统电压稳定的影响。(3)针对风电和光伏发电并网引起的系统电压稳定性问题,提出一种无功电压分层控制策略。首先根据风光功率预测数据,以中枢点电压偏差最小为目标对离散设备进行预先控制,然后引入静态电压稳定裕度指标,根据实时数据,建立多目标控制模型,最后,采用粒子群算法进行求解,协调风电场、光伏电站和动态无功补偿设备的无功出力,在满足电压要求的同时,可以提高电压稳定裕度。
