分散式接入配电网的电压稳定性研究及无功电压控制

随着风电装机容量的不断增大,对电网的影响日趋显著。为了能够更好的开发利用风力资源,必须深入研究风电场接入电力系统对系统运行稳定性的影响,分散风电是不同于大规模风电和分布式小型风电的新的风能开发方式，接入的是配电网，近期，对其针对性的研究成为了风电并网研究的热点。其中，电压稳定问题是一项重要的研究内容。由于风电功率的波动大、随机性高,加上配电网较大的负荷波动，使风电场的电压稳定问题变得更加复杂。本文重点分析了风电场接入配电网运行的电压稳定问题，主要内容如下: （1）分析了双馈式风电场接入配电网后产生的静态电压稳定问题，并讨论了静态电压稳定的评估方法。运用12节点的35KV标准放射型配电网，分析了不同风电渗透率以及接入位置对配电网电压的影响，给出了负荷点电压随风电渗透率的变化曲线；通过给定负荷母线短路容量和在线计算的保持电压稳定的最小短路容量来评估电网的电压稳定性。 （2）建立了双馈异步发电机的变速恒频风力发电系统的动态模型。对风速模型、风力机模型、轴系模型、桨距角控制模型、动态负荷模型、双馈异步发电机模型分别进行了分析，给出了适用于动态仿真的完整的风电机组模型。 （3）在考虑实际系统负荷的随机波动、风电渗透率和线路发生故障对配电网以及风场暂态电压稳定的影响的条件下，仿真分析了发生非永久性故障时，不同故障位置以及故障距离对电压暂态稳定性的影响，并且分析了发生永久性故障，风电场孤岛情况下的系统暂态电压稳定性问题。 （4）提出在风电场送出线路上安装统一潮流控制器UPFC装置的配电网无功-电压控制方法，采用恒电压控制策略，仿真验证结果表明该方法可以大幅度改善风电场的无功-电压水平。 （5）采用双馈风电场的小信号模型分析了含有双馈风力发电系统的配电网，在不同风电渗透率以及风电场不同的接入位置下，系统小扰动的动态电压稳定性。