采用无功补偿设备提高风电场LVRT能力及系统电压稳定性的研究

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风电作为一种清洁高效的新能源,近年来得到了快速发展,在电网中所占比重越来越大,随之风电并网对系统稳定性的影响也越来越明显。本文首先分析了风电接入对电网的影响,主要表现在三个方面:(1)风电场正常运行时需要从电网吸收无功功率,会导致系统电压水平下降;(2)电网出现故障或扰动时,异步风力发电机组需要从电网吸收大量的无功功率,不利于系统电压稳定和机组实现低电压穿越;(3)风速不稳定时,容易引起风电场输出功率波动,同时引起系统电压波动,对系统稳定运行不利。其次通过MATLAB仿真,本文研究了减小以上各种影响的方法及其作用。为减小风电场并网对系统电压运行水平的影响,本文采用在风电机组端口加装并联电容器使用的方法,研究了其对提高系统电压水平的作用。为减小风电并网对系统电压稳定性的影响,本文采用在风电场并网点加装SVC或STATCOM等无功补偿装置的方法,研究了其对提高风电接入系统电压稳定性和风电机组低电压穿越能力的作用。为减小风电输出功率波动对系统稳定性的影响,本文采用在异步发电机组端口加装BESS-STATCOM的方法,研究了其对平抑风电场输出功率波动的作用。最后本文利用MATLAB仿真软件搭建了BESS-STATCOM和FSIG/DFIG系统仿真模、型,通过将SVC、STATCOM和BESS-STATCOM模型应用于FSIG系统,得到了不同情况下的FSIG系统仿真模型。并利用所建系统模型,对不同情况下的不同系统进行了仿真,通过仿真验证了:(1)在异步发电机端口加装并联电容器,对提高系统电压水平,减小风电并网对系统电压水平的影响具有一定作用;(2)在风电场并网点加装SVC,STATCOM或BESS-STATCOM,对提高风电接入系统电压稳定性和风电机组低电压穿越能力具有很大的作用;(3)所建BESS-STATCOM在发出无功功率的同时,能发出有功功率,具有平抑风电场输出功率波动的作用。
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