改进的变速恒频风电场潮流处理方法的研究.pdfVIP

改进的变速恒频风电场潮流处理方法研究 高起山，刘伟 华北电力大学电气与电子工程学院，河北省 保定市 071003 ） （ 摘 要：本文以变速恒频风力发电机组为研究对象，重点分 计算模型，该方法简单可行，且准确性也较好。文 析了风力发电机组的功率解耦控制原理，并在此基础上对含 献[6]结合常规PQ模型的特点，提出PZ模型，该模 变速恒频风电机组的风电场潮流计算模型进行了研究。本文 型考虑了风力发电机的功率特性对风电机组有功 在原有双馈异步发电机复杂模型基础上，提出了简化的双馈 输出的影响。RX模型是由异步机等值电路和初始滑 异步发电机潮流计算模型，新模型计算过程简单，不需要详 差，计算出发电机的等值阻抗Z=R+jX，将发电机视 细的机组电气参数，算例计算结果表明新模型与原模型电压 为阻抗型负荷加人潮流程序中，根据电磁功率和机 计算结果完全相同，但计算过程大大简化，尤其适用于机组 械功率两个功率之差值修正滑差，反复迭代，最终 电气参数缺失情况下的电网潮流计算。另外，变速恒频风电 使风力机机械功率与发电机电磁功率相平衡[7]。RX 机组采用不同的控制方式，其潮流计算模型也应该不同，本 模型充分考虑了风力发电机的输出功率特性，属于 文还通过算例对两种控制方式进行了比较。 比较完善的模型，但模型的迭代过程也是分2步完 成，总迭代次数多，收敛速度慢。 关键词：风力发电；变速恒频；双馈异步发电机；直驱式同 上述潮流计算模型都是针对恒速恒频的异步 步发电机；变流器 发电机，而对于目前应用广泛的变速恒频风力发电 机组的模型研究则较少。变速恒频风力发电机组有 0 引言 功出力的大小主要取决于风速，而无功出力的大小 大规模风电接入电力系统后,风电场出力波动 取决于控制方式：恒功率因数控制或恒电压控制。 将造成线路功率和节点电压的波动,从而影响系统 双馈异步发电机的功率是由定子功率和流过转子 潮流分布和电压水平。随着风电所占电源比例的不 变流器的功率两部分组成的，其功率组成较复杂， 断增大,其影响范围也越来越广，因此分析风电接 不能简单的视为PQ或PV节点。文献[8-9]根据双馈 入后的节点电压变化、无功补偿配置、线路功率越 异步发电机的稳态电路，功率、转速特性曲线，分 限水平等对电网至关重要。另外，在确定风电场的 别计算出了双馈机定子和转子侧的功率分布模型， 并网方案、评估风电并网后对电网稳态运行的影响 但模型计算过程复杂，计算量大，且计算需要机组 时,都需要对含风电场的电力系统进行潮流计算。 的详细参数。目前对直驱永磁同步电机的研究更 含风电场的电力系统潮流计算关键是如何正确 少，取得的研究成果也有限。因此，本文重点针对 处理风电场节点，