淺談電力電子技術(shù)在電力系統(tǒng)中的應(yīng)用(參考版)
2025-07-17 02:43本頁面
【正文】 《高壓直流輸電技術(shù)的發(fā)展與應(yīng)用前景》.[4] 《電力電子技術(shù)》.冶金工業(yè)出版社[5]本文做了一些關(guān)于雙饋型異步風力發(fā)電系統(tǒng)并網(wǎng)運行對系統(tǒng)影響的基礎(chǔ)性研究工作，尚有許多有待進一步深入進行的研究，例如研究新型的風力發(fā)電系統(tǒng)的運行機理，開發(fā)通用的風電系統(tǒng)仿真軟件，提高單臺風電機的容量，優(yōu)化風電場內(nèi)部風力機的排布和配置，有利于風電場的運行，提高風能的利用率，還可以繼續(xù)提升風力發(fā)電機組與元器件技術(shù)，將使發(fā)電成本降的更低，且更具競爭力。(4)建立了用于機電暫態(tài)仿真的風電機組模型和風速模型，仿真分析了風電機組和風電場在各種風速擾動下的出力變化、風電場退出運行后系統(tǒng)各電氣量的變化過程。(2)從仿真波形還可以看出，通過在風力發(fā)電機端口所加的控制措施，即在有載調(diào)壓和靜止補償兩種調(diào)節(jié)手段的情況下，風力發(fā)電機的電壓基本穩(wěn)定，功率基本平衡，有效的改善了并網(wǎng)風電場運行性能，提高了風電系統(tǒng)運行穩(wěn)定性和電能質(zhì)量。例如風速變化引起風電場出力變化、風電場吸收無功的變化造成電網(wǎng)電壓波動等。伴隨變換技術(shù)和控制技術(shù)的發(fā)展而發(fā)展，在可預見的未來，隨著各學科新理論、新技術(shù)的發(fā)展,（2） 三相短路對電網(wǎng)的影響仿真圖(靜止無功補償模式)5 總結(jié)電力電子技術(shù)已經(jīng)在國民經(jīng)濟中發(fā)揮著巨大的作用，對未來輸電系統(tǒng)性能將產(chǎn)生巨大影響。故障切除后，風電場重新投入運行，需要從系統(tǒng)吸收大量的無功功率維持電壓的額定值，Q_10在t=。風電場穩(wěn)定之后開始為系統(tǒng)提供無功，電壓得到恢復，輸出的有功功率變化不大。從仿真曲線看出，故障時刻節(jié)點2電壓大幅下降至0，保護動作，風電場與電網(wǎng)解列。故障發(fā)生時間為t=，故障切除時間為t=，故障持續(xù)時間為100ms。風電場在故障時刻電壓急劇下降至零，風電場的有功功率和無功也降為零，風電場與系統(tǒng)解列。從仿真曲線看出，在故障時刻風電場出口電壓大幅下降至0，風電場的有功功率和無功功率也降為0，從仿真曲線可以得出結(jié)論，風電場與電網(wǎng)解列。故障發(fā)生時間為t=，故障切除時間為t=，故障持續(xù)時間為100ms。故障期間電網(wǎng)發(fā)出的無功功率大量增加，有利于維持風力發(fā)電機機組出口電壓穩(wěn)定。（1） 單相接地對電網(wǎng)的影響仿真圖(有載調(diào)壓模式)（2）是在靜止無功補償模式下，節(jié)點3之間的輸電線路出現(xiàn)單相接地故障時的仿真曲線。故障發(fā)生時間為t=，故障切除時間為t=，故障持續(xù)時間為100ms。此可見在靜止無功補償模式下，系統(tǒng)的運行也是穩(wěn)定的。（1） 單相接地故障對風電場影響仿真圖（有載調(diào)壓模式） （2）所示的是靜止無功補償模式下，單相接地故障對風電場影響仿真曲線。故障發(fā)生時間為t=，故障切除時間為t=，故障持續(xù)時間為100ms。由此可見在靜止無功補償模式下，系統(tǒng)的運行是穩(wěn)定的。風速的變化時，與有載調(diào)壓模式相比較，節(jié)點節(jié)點4的電壓基本不變，由于采用了無功補償模式。仿真結(jié)果表明，這樣的風速變化對系統(tǒng)的穩(wěn)定運行沒有明顯影響。在仿真圖中，風速變化引起的局部電網(wǎng)電壓波動并不顯著，由于風電場出力大幅度增加引起其他發(fā)電廠(節(jié)點2)的出力大幅度降低，從對系統(tǒng)提供有功功率到吸收系統(tǒng)的有功功率，功率的缺額由風電場提供。（2）風速變化對風電場影響仿真圖（靜止無功補償模式） 風速變化對電網(wǎng)的影響（1）（2）是風速從8m/s變化到14m/s時，電網(wǎng)運行情況的仿真曲線。（1） 風速變化對風電場影響仿真圖（有載調(diào)壓模式）在靜止無功補償模式下，可以看到，在風速達到14m/s以后，風電場輸出的有功功率達到9MW并保持不變，(.)，無功功率在t=20s時出現(xiàn)微小的波動，變化不大，基本保持在0附近。在仿真過程中假設(shè)風速相同。利用MATLAB/。10kV系統(tǒng)節(jié)點3之間的輸電線路發(fā)生單相接地時風電場和電網(wǎng)運行情況?？紤]的四種方式為:風速從8m/s變化到14m/s時(漸變風)，風電場和電網(wǎng)能否正常運行。 風電系統(tǒng)接線圖 仿真結(jié)果及分析在風電場的出口處采用兩種控制方式，一種是有載調(diào)壓模式( Voltage Regulation Mode)，另一種是靜止無功補償模式(Var Regulation Mode)，有載調(diào)壓是靜態(tài)調(diào)節(jié)，是通過調(diào)節(jié)變壓器的抽頭來改變輸出電壓，而靜止無功補償則為動態(tài)調(diào)壓，是通過在風電場出口側(cè)投切電容器來提供無功，維持電壓在額定值附近。4 風電場并網(wǎng)對系統(tǒng)影響仿真分析本部分將在前面介紹的基礎(chǔ)上對算例進行仿真分析，主要分析根據(jù)第三部分建立的風速模型及風電系統(tǒng)模型，采用MATLAB中的風力發(fā)電機組模塊結(jié)合風速模型，建立了含有風電場的系統(tǒng)模型，模擬仿真風電場并網(wǎng)運行后的情況，其中包括各種風速變化和線路故障的影響[15]。 隨機風風速時間序列雙饋異步風力發(fā)電系統(tǒng)主要由以下幾個組成部分：風力機、軸系(即機械傳動系統(tǒng))和槳距角控制系統(tǒng)、轉(zhuǎn)速控制系統(tǒng)、雙饋異步發(fā)電機、無功功率控制系統(tǒng)、變頻器及其控制系統(tǒng)。 漸變風風速時間序列 隨機風隨機風風速變化的隨機特性可用隨機噪聲風速成份來表示。 （）式（）中如公式（35）： （）為漸變風開始時間，單位s；為漸變風終止時間,單位s，,為不同時刻漸變風風速，單位m/s；為漸變風的最大值，單位m/s；T為漸變風保持時間，單位s。 漸變風為了反映風速的漸變特性，可在平均風速上疊加一漸變風分量。其中，基本風可認為是常量，不做討論。風速是風力機的原動力，它的模型相對于風力機組比較獨立。對于雙饋電機的次同步超同步電動運行狀態(tài)，不做討論?？梢钥闯?，當0s1，雙饋發(fā)電機運行在次同步發(fā)電狀態(tài)時0, 0,發(fā)電機定子端向電網(wǎng)輸出有功功率，電網(wǎng)通過變流器向轉(zhuǎn)子回路潰入功率，當s0，超同
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