基于大规模风电集中接入电网的无功电压特性及控制研究

近年来,随着风电技术的快速进步和国家对新能源的政策支持,我国风力发电事业获得了突飞猛进的发展。但是由于我国风资源分布的特点和电网的发展现状,我国风电发展呈现出了大规模集中开发的特征,且大型风电场都处在远离负荷中心的偏远地区,大规模的风电需要通过超高压、远距离线路送到负荷中心。由于超高压送电通道具有较大的的充电功率以及风电本身波动性和不确定性,使得大规模风电集中接入点和送出通道潮流产生强烈的波动性,从而导致大规模风电接入区域电网电压随着风电出力的变化而大起大落,严重影响电网的电压运行质量和稳定性。因此研究大规模风电集中接入电网的无功电压特性及其控制策略具有重要的现实意义。 本文首先分析了风电场无功电压控制技术的研究现状,研究和分析各种无功电压控制措施的原理和特点。通过建立风电机组的数学模型,分析了目前三种主流风电机组及其构成的风电场的无功电压特性。在此基础上,以我国目前典型的风电场群为研究模型,研究了风电场群并网点的无功电压特性和风电场群的无功损耗特性,分析了风电出力波动时电网的电压调整特性,及由此对系统电压稳定性造成的影响。通过研究各种无功电压控制设备的基本原理及其在风电场群中的调压特性,提出了风电场集中接入点无功电压协调控制策略,以及风电场群和区域电网无功电压协调控制与紧急控制相结合的综合控制策略。 最后本文以甘肃河西电网为实例进行仿真计算分析,证明了本文提出的电网无功电压综合控制策略的正确性和有效性。