论文部分内容阅读
随着风力发电并网容量的逐年增加,大规模风电并网对电网的稳定性影响已不容忽视。因此,对风电机组并网引起的电网电压稳定问题和故障穿越能力的研究有着重要的现实意义。本文利用电力系统分析软件(Power System Analysis Toolbox,PSAT)和PSCAD/EMTDC实验仿真平台,针对双馈式风电机组(Doubly-fed Induction Generator,DFIG)对电网静态电压稳定性及其暂态穿越能力展开研究工作。主要工作在如下三个方面:(1)基于PSAT搭建了包含等效DFIG风电场的New England 10机39节点系统,采用模态分析方法,研究了DFIG在不同接入位置和不同电气距离情况下对电力系统静态电压稳定性的影响。仿真分析表明:DFIG接入重负荷区域有助于提高系统的静态电压稳定性;与主电网的电气距离的增大会降低风电场及附近区域的静态电压稳定性,其影响效果因接入位置的不同会出现差异。(2)基于PSCAD/EMTDC建立了包含撬棒(Crowbar)保护电路的DFIG单机模型,为有效评估DFIG的暂态行为,分析了电网故障期间撬棒投入后的机组定转子电流特性,分析了两种典型撬棒控制策略下的机组动态响应,提出了一个评价机组动态响应的指标函数,比较分析仿真结果,得出了DFIG在不同电压跌落深度情况下的实现低电压穿越(Low Voltage Ride Through,LVRT)的撬棒优化控制策略。(3)基于PSCAD/EMTDC建立了DFIG等效风电场群,针对现有风电场存在的暂态弱生存性问题,综合考虑DFIG、低电压保护电路和无功补偿设备,对风电场实现故障穿越的控制策略进行优化。分析了风电机组的稳态无功输出和故障暂态时保护电路作用下的无功输出能力,以及风电场无功补偿设备的暂态动作特性。针对故障时机端电压的不同变化时段,提出了综合考虑各个元件的动态性能的优化控制策略,通过进行算例仿真,验证了该方法的合理性与可行性。