故障条件下风电场无功协调控制策略研究

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1、故障条件下风电场无功协调控制策略研究刘瑞叶，陈雯(哈尔滨工业大学电气工程及口动化学院，哈尔滨150001)摘要：电网故障时刻风电系统的Crowbar装置能够帮助风电机组实现低压穿越，但此时风电场仍处于低电压运行状态，有必要对其进行无功补偿。针对这个问题，提出了一种新型无功协调控制策略，用以支撑风电场并网点电压。在电网电压跌落后，根据Crowbar的动作情况,协调双馈风机和STATCOM对电网进行无功补偿。采用这种控制策略，不仅可以提高风电机组的低压穿越能力，也减少了无功补偿装置的投入容量，仿真分析验证了所提策略的可行性和有效性。关键词：电力系统；Crowbar：无功补偿；双馈感应发电机；静

2、止无功补偿器；协调控制中图分类号：TM614AreactivepowercoordinatedcontrolstrategyduringfaultofwindfarmsLiuRuiye,ChenWen(HAERBININST1TUDEOFTECHNOLOGY,Harbin150001)Abstract:ThewindpowersystemwithCrowbarcanachievelowvoltageridethroughduringthegridfault.Whilethewindfarmisstillinthelow-voltageoperationstate,itmeanstherea

3、ctivepowercompensationisrequired・Therefore,weneedtosupportthevoltagelevelofpointofcommoncoupling(PCC).Anewreactivepowercoordinatedcontrolstrategywhichcansupportthevoltagelevelofpointofcommoncoupling(PCC)isproposed・Bythisscheme,reactivepowercompensationisearnedoutbycoordinatingtheDFIGandSTATCOMacco

4、rdingtotheactionofCrowbarprotectionduringthefault.Throughthiscontrolstrategy,itcannotonlyimprovethelowvoltageridethroughcapabilityofthewindturbines,butalsoreducetheinputsofreactivepowercompensationdevices.Thesimulationofapracticalexampleverifiesthefeasibilityandefficiencyoftheproposedscheme・Keywor

5、ds:powersystem;Crowbar;reactivepowercompensation;DFIG;STATCOM;coordinatedcontrol0引言风力发电技术的快速发展，使得风电的并网容量不断増加，这势必给电网的安全稳定运行和调度帯来不利影响。因此在电网发生低电压故障时，风电场的低电压穿越以及并网点的电压支撑、无功补偿等问题受到了广泛关注Z2我国2009年出台的《风电场接入电力系统技术规定》⑸中明确要求风电场内的风电机组要具有低电压穿越能力；并且要充分利用风电机组的无功容量及其调节能力。但仅靠风电机纽的无功容量是不能满足系统电压调节需要的，还需要在风电场集屮加装无功补偿

6、装置。目前，双馈型风力发电机占据风电装机容量的主导地位。国内外学者对其低压穿越能力进行了大量的研究，主要采用Crowbar电路來实现电压跌落时DFIG不间断运行。文献［6］对比了多种适合变速恒频DFIG的Crowbar电路各口的优缺点。文献⑺研究了转子快速短接IGBT型Crowbar切除时刻对故障电网恢复和变频器保护的影响，但在Crowbar投入后并未采取无功补偿措施。文献［X］引入STATCOM补偿装置以满足Crowbar动作后的电压恢复与DFIG无功需求，提出一种故障时风电场无功电压控制策略。但采用此方法补偿所需基金项目：国家863计划项目(2011AA05A105)作者简介：刘瑞叶，

7、(1963)女，通信作者，教授，主要研究方向为电力系统稳定分析控制以及电力系统控制理论及其应用.E-mail:liuruiyc@hit.cdu.cnSTATCOM容量较大，补偿费用较高。上述研究均未考虑到故障期间Crowbar动作后，实现功率解耦控制的机组可対故障系统提供无功及电压支持的问题。文献［9］按接入电网节点的电压偏差量整定风电场无功需求，并以等功率因数方式分配至各个机组。文献［10］考虑了网侧变换器在其功率允许