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针对风电场的无功补偿学术界也从各个方面进行了研究。文献4运用静止同步补偿器和风机
调整风电场发出的无功使其达到调度部门下达的无功参考值。文献5以风电场接入点的母线电压为控制目标根据风电场无功出力对接入点电压的灵敏度计算电压控制所需的无功调整量。文献[6将风电场的无功调整分为风电场无功需求整定层和风机无功分配层通过两个层次的配合来实现对整定点的电压控制。
风电场一般由以下几个部分组成: 风电单机系统、传输线路、变压器、SVG 组成。下面围绕这 4
个部分建立对应的功率传输模型。
1) 风电单机系统模型 风电场内部是典型的树形网络其中出口母线是根节点各风力发电
机是叶节点其余为中间节点在潮流计算中风力发电机作为 PQ 节点处理7P 可以由风速经风功率曲线得到Q 可根据风电机组设定的功率因数以及有功功率得到。
根据以上叙述结合 《风电场接入电力系统技术规定》中 “风电机组具有有功功率和无功功率
独立调节”的要求可知风电单机系统的模型为 “电流可控的功率源”。根据以上的叙述可将风电机组看成是一个二端口元件。其输入为系统调度经过判断后给风机的参考有功功率 Pdrn和参考无功功率 Qdrn ( 参考值在风电机组的能力范围内) 、系统的并联电压有效值 VL和并联电压的相位 θVL输出为对应的有功功率和无功功率的电气量。系统的特性为: 系统的风功率曲线和系统的功率因数调节范围。因此可以得到风电机组的功率特性: 其相关模型的拓扑如图 1 所示。 如上图所示风电单机系统的功率模型为: 检测连接点的电压的有效值 VL 和相位 θVL结合系统
调度经过判断后给风机的参考有功功率 Pdrn和参考无功功率 Qdrn根据功率的计算公式得到可控电流的指令值( 电流瞬时值) 然后通过可控电流源将指令信号转化为相应信号的电气量。 传输线路功率模型根据文献8可知输电线路的参数有 4 个: 反映线路通过电流时产生的有功功率损失效应的电阻; 反映载流导线产生磁场效应的电感; 反映线路带电时绝缘介质中产生泄
漏电流及导线附近空气游离而产生有功功率损失的电导; 反映带电导线周围电场效应的电容。输电线路的这些参数通常可以认为是沿全长均匀分布的每单位长度的参数为电阻 r0、电感 L0、电导 g0 及电容 C0。其功率传输模型如下: 测试系统由 20 台 MVA III 型变速风力涡轮机、10 台 MVA I 型定速风力涡轮机发电机和连接到 3 kV 中压收集总线的 ±25 MVAr STATCOM 组成。研究了该测试系统在230 kV电网中的无功功率管理。在主控制器中编写了一个名为“反应式管理”的算法。在该算法中无功功率参考是使用互连点的电压和净无功功率计算的其值与每个正交轴电流分量成正比。通过在t 5秒处创建电压事件并在t 8秒时将定速风力涡轮机的风速从10 m / sec更改为11 m / sec来编程电压暂降。
2 运行结果 3 参考文献 部分理论来源于网络如有侵权请联系删除。 [1]黄辉先,盛权,欧阳宁烽.风电场的无功功率调度控制策略研究[J].控制工程,2013,20(06):1106-11091113.DOI:10.14107/j.cnki.kzgc.2013.06.021.
[2]Venkatesh Yadav (2023). Reactive power control for a small wind farm connected to infinite grid
4 Matlab代码实现
