基于潮流的风电场无功补偿容量研究
随着风电场的大规模发展,风电并网给电力系统的安全、稳定运行带来了很大的影响,其中比较突出的问题是风电场并网运行会引发电力系统无功的变化,进而影响系统电压稳定,严重情况下甚至会导致电压崩溃.因此对于风电场的电压调整和无功补偿是风电场并网运行所面临的重要技术问题.本文以风电场无功补偿容量优化设计方案为主要研究内容,展开分析研究,并提出了含风电场的潮流计算方法来选择需要补偿的无功容量.本文以含风电场的电力系统为研究对象，对风电场并网后的无功电压控制问题进行研究，并提出了相应的补偿策略。分析了风电场本身的无功特性，建立了双馈风力发电机的模型，总结了双馈风机的无功控制及其无功发生能力，得出了其无功出力极限。同时总结了风电场无功功率与有功功率、母线电压的关系。结合双馈风机的风功率特性，采用含风电场的潮流计算方法，总结得出了一种对风电场并网点无功补偿容量进行优化的方法。在潮流计算中，根据双馈风机风功率特性得出的有功功率和恒功率因数确定的无功功率大小，较准确反映了风电场有功无功特性，据此编写的潮流计算程序计算量小、收敛性较好、误差小、比较容易实现，可以用于风电场的无功补偿容量确定的研究分析。该方法把风电场节点当成PQ节点来考虑，同时校核风电场出口电压，反馈修改所输出或者吸收的无功功率，直至电压保持在初始电压附近，主要是考虑了在不同风速条件下风电场无功需求的变化，总补偿容量的计算方法简单。基于本文提出的模型和算法，进行了含双馈风力发电机电力系统的无功补偿容量计算的程序实现。结合实际算例，验证了上述无功补偿方案的可行性、有效性。
电力系统 无功补偿 风力发电 并网运行 潮流计算
孟夏 陈红坤 王岭 宋梦琼
武汉大学电气工程学院
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2014-08-21（万方平台首次上网日期，不代表论文的发表时间）