大规模风电并网地区无功协调控制策略研究
大型混合风电场无功协同控制策略研究
大型混合风电场无功协同控制策略研究于昌水【摘要】大型混合风电场中双馈异步发电机与永磁同步发电机无功调节能力不同,推导这两种风力发电机的无功电流极限方程以及无功电压灵敏度,提出一种基于无功电压灵敏度的大型混合风电场无功协同控制策略.以无功电流极限方程为限定条件,根据无功电压灵敏度的大小配置不同风机的无功功率,使不同风力发电机组能够协同地参与无功控制,提升大型风电场的无功调节能力.通过仿真对比单一机组传统控制方式与所提出的控制方式在电压跌落条件下的无功控制效果,验证了不同风力发电机组无功协同控制的优越性和可靠性.【期刊名称】《山东电力技术》【年(卷),期】2018(045)008【总页数】6页(P50-55)【关键词】双馈异步风力发电机;永磁同步发电机;无功功率;无功电压灵敏度;协同控制【作者】于昌水【作者单位】鲁能新能源(集团)有限公司新疆分公司,新疆维吾尔自治区 830000【正文语种】中文【中图分类】TM6140 引言风能具有安全、清洁、可开采量大等优点，是前景最好的可再生能源之一［1］。
近些年来，随着技术的发展，风力发电占总发电量的比重逐年持续增加［2］。
风力发电是指将风能转化为电能的过程，风力发电机组作为风力发电过程中重要的转化媒介，大致可以被分成双馈异步发电机组（DFIG）、永磁同步发电机（PMSG）和笼型异步发电机（IG）3类。
由于这3类机组在制造成本、技术水平有较大的不同，所以将不同类型风力发电机组混合在一起，构成混合风电场已成为未来风电的发展方向［3］。
鉴于不同风力发电机组具有不同的无功调节能力，如何做到不同风力发电机组之间的优势互补已成为目前的研究热点之一。
风电场接入电网时的无功补偿方案一般包括风电机组无功调节［4-5］和STATCOM 无功补偿［6-7］两种。
由于运行一次STATCOM需要耗费太多电力资源、成本比较大，所以一般来说只有当电网电压跌落比较明显时才使用STATCOM补偿，在电网电压跌落较小时只依靠风电机组无功调节能力就可满足需要。
风力发电并网系统的控制和优化策略
风力发电并网系统的控制和优化策略摘要：随着绿色、环保理念逐渐深入人心，新能源技术的发展和应用在当今社会背景下越来越引起重视，风机发电技术则是新能源领域的重要发展方向。
以风力发电技术为基础，结合国家电网构建并发展并网系统，对于我国未来整体能源结构的调整是十分有利的，但应采取何种运行原理、采取何种运行措施，还需结合实际情况制定相应的控制预案并不断进行优化。
关键词：新能源技术；并网系统；风力发电引言：当前我国大力倡导绿色保护环保的理念，在这样的社会背景下，新能源的开发与充分应用更是成为社会关注的重点话题。
作为新能源的一类重要分支，如何有效开发并充分应用风力发电资源便也成为了一个重点关注问题。
并网系统是提高风力发电运行质量的有效措施，在构建或优化并网系统时，则需要基于风力发电的基本要求和运行原理来进行控制优化。
一、风力发电技术与其并网系统概述作为清洁、可再生能源的一种，风能受到了人们广泛的关注，风力发电技术也获得了很大的发展。
风力发电技术的原理是通过风能带动叶轮的旋转，带动发电机的运动进行发电。
根据现在的风机发电技术，只需要3m/s的微风便可实现发电。
相对于传统的火力发电技术，风力发电过程不需要能耗，也不会产生污染和辐射，因此获得了人们广泛的认可，尤其是近些年人们对新能源技术越来越重视，促进了风力发电技术的进一步发展。
要想风电电力能够顺利并入主电网，要求发电频率与电网频率必须保持一致。
根据风力发电所采用的技术和设备不同，可将风力发电分为恒速和变速两种形式，两种发电形式的频率都能保持稳定。
其中，恒速发电形式下对发电机运行速度要求十分严格，目前大多采用异步感应发电机技术来实现；而变速发电技术使用的则是电子变频器对发电频率进行控制。
二、风力发电并网系统的基础架构在风力发电并网系统中，微网系统是其中一个重要组成部分。
它的应用优点是当电网在运行过程中遇到了一些问题时，该系统可以对电网进行自动探测和处理。
微网主要是由小型电源负载结构、电能转换装置、储能装置等构成，在实践中，它们能够充分合理地利用输送到电网的能量，实现能量的合理分配和充分利用，从而提高电力的综合利用率。
大规模风电场高电压穿越与电压恢复协调优化控制
05
工程应用与案例分析
大规模风电场概况
01
02
03
风电场规模
大规模风电场通常包含数 百台甚至上千台风电机组 ，总装机容量达到数百兆 瓦或更高。
地理位置
风电场通常位于具有丰富 风能资源的地区，如海岸 线、高山和开阔平原等。
并网连接
大规模风电场需与电力系 统网络进行连接，以实现 电力的输送和分配。
高电压穿越与电压恢复技术应用
基于柔性交流输电系统的电压恢复技术
01
工作原理
借助柔性交流输电系统（FACTS）的可控电力电子装置，实现对输电线
路参数的灵活、快速调整，以助力电压恢复。
02
优点
调节范围广、控制精度高、对系统影响小。
03
挑战
需综合考虑FACTS装置的类型、容量、布局等因素，与系统其他部分协
同设计，以实现电压恢复性能的最优化。同时，高成本及复杂维护也是
1. 分析大规模风电场并网对电力系统电压稳定性的影响 机理。
3. 研究电压恢复协调优化控制策略，实现在电网故障清 除后风电场的电压快速恢复和稳定运行。
研究任务
2. 研究适用于大规模风电场的高电压穿越控制策略， 确保在电网故障时风电场能够快速穿越高电压区域。 4. 通过仿真验证所提控制策略的有效性和优越性。
• 实现方法：利用储能装置、无功补偿设备等，对电网进 行快速电压调节和恢复。
协调优化控制策略实施及效果分析
协调优化控制策略
• 目标：通过综合考虑风电场、电网和负荷等多方面的因素，制定出一套协调优化 的控制策略，以实现风电场的高电压穿越和电压恢复的协调运行。
• 实施步骤：首先建立风电场和电网的数学模型，然后基于模型预测控制、最优控 制等理论方法，设计出协调优化控制器。
风电场电压无功协调控制及低电压穿越问题探究
风电场电压无功协调控制及低电压穿越问题探究摘要：文章对风力发电系统的发展现状、特点和运行中的问题进行分析和介绍，并对风电场的电压无功协调控制和低电压穿越能力进行探讨，通过试验分析策略的有效性。
关键词：风电场；电压无功协调控制；低电压穿越1引言在全球能源危机和环境恶化不断加剧的形势下，我国在进行能源结构调整、开发风能、水能等可再生清洁型能源的同时，也提出了在各个行业进行节能减排的号召。
而对于风电企业来说，目前风电场建设的规模、数量和装机容量在不断增加，且风力发电技术的技术含量较高，风力发电技术在快速发展的同时，也暴露出许多由于缺少低电压穿越能力而引起的脱网事故等影响其运行稳定性的问题，严重影响着风电场并网发电的稳定性和供电服务质量，所以风电场运行的安全性和稳定性成为电力行业对风电场关注的重点，本文主要对风电场电压无功协调控制与低电压穿越问题进行研究，以期提高风电场并网运行的安全与稳定。
2风力发电系统概述近年来，尤其是进入本世纪以来，风力发电逐渐成为世界诸多国家的可持续发展战略的重要组成部分，尤其是近几年以来，全球风电产业飞速增长，以欧洲各国以及美国等发达国家为例，其风电发展已经成为重要的战略目标，风电装机容量以及单机容量都呈增加趋势。
而我国的风能资源极其丰富，进入本世纪以来风电装机容量每年都以超过100%的增长速度飞速增长，目前已经成为累积和新增风电装机容量和单机容量最多的国家。
总结其发展情况具有以下特点：一是风电企业的整体规模在不断扩大，而且在所有的发电形式中所占的份额在不断增长；二是风电装机单机容量呈递增趋势；三是以我国为例，我国的风力发电行业正在向着商业化和稳定化方向发展，并且由于海风具有稳定性高、抗干扰性强、风能储量大等优点逐渐成为风电开发的热点；四是风电开发的成本较高，但是目前随着风力发电技术的发展而逐渐降低，而且其风力发电企业的运营成本较其他发电形式要低很多。
但是在风电场的运行过程中，由于电网失压或风电自身中存在的低电压穿越、无功补偿和变流器故障等问题，容易导致风电场在并网运行中出现脱网事故，所以为了确保其运行的稳定性，通常采用桨距失速调节技术、主动失速调节技术、变桨距调节技术和变速恒频技术等对风电机组进行控制，但是由于其并网结构较为薄弱且自动控制技术较低，容易出现风电机组由于缺乏低电压保护而出现各类事故的问题，所以需要对风电场的电压无功协调控制和低电压穿越能力进行研究。
基于模型预测控制的风电场无功电压协调控制策略
基于模型预测控制的风电场无功电压协调控制策略哎，你们知道吗?我最近在研究一个超级酷炫的东西——基于模型预测控制的风电场无功电压协调控制策略。
听起来是不是就像科幻电影里的高科技?其实啊，它还真就是风电场里的“智能大脑”。
我们风电场啊，就像个大家庭，里面有各种各样的风电机组，它们就像家里的孩子们，各有各的性格和脾气。
有时候风大，它们就兴奋得不得了，拼命转啊转，有时候风小，它们就懒洋洋的，不怎么动弹。
可问题是，这些孩子们的无功电压输出，如果不能协调好，就会让整个风电场的电压波动得像过山车一样，那可真是让人头疼。
于是呢，我们就想到了这个模型预测控制策略。
它就像是家里的智慧家长，能够提前预判孩子们的行为，然后根据情况做出最合理的调整。
具体是怎么做的呢?简单来说，就是在每个采样时刻，它都会根据当前的风速、负荷这些实时信息，在线求解一个有限时域的开环优化问题，然后得出最优的控制策略，让风电机组的无功电压输出达到最佳状态。
有一次，我亲眼见证了它的威力。
那天风特别大，风电场里的机组们都兴奋得不得了，无功电压输出一个比一个高。
如果按照以前的老办法，可能就得手动去调整，费时费力还不一定准确。
但是这次，有了模型预测控制策略，它就像个自动导航仪一样，自动调整了各个机组的无功电压输出，让整个风电场的电压稳稳当当的，就像是在平静的湖面上划船一样。
我还记得有一次，跟同事们一起讨论这个策略的时候，大家都兴奋得不得了。
小张说：“这简直就是风电场的‘智能大脑’啊，以后咱们的工作可就轻松多了!”小李也附和道：“是啊，再也不用担心电压波动的问题了，咱们可以专心去研究如何提高发电效率了!”说实话，我也特别开心能够参与到这个项目中来。
每次看到风电场在模型预测控制策略的“指挥”下，稳稳当当地运行，我就感到特别的满足和自豪。
就像看着自己的孩子一步步成长，变得越来越优秀一样。
当然啦，这个策略也不是万能的。
有时候，遇到特别复杂的情况，比如风速突然变化特别大，或者负荷突然增加很多，它可能也会有点手忙脚乱。
探究风电场动静态无功补偿协调控制策略
探究风电场动静态无功补偿协调控制策略【摘要】对于现阶段风电场无功电压控制模式而言，很多风电企业在技术应用的过程中只是考虑到风电场的无功平衡，并没有充分考虑到大型风电基地的电压需求。
因此，本文通过对风电场群的无功电压协调控制的基本思路，将巅峰场群视为电压中的中枢位置，通过对风电场升压及变压器等束缚性问题的分析，对风电场无功调节装置进行了一定的装置性技术的应用。
【关键词】风电场；动静态；无功补偿协调控制；研究策略对于无功补偿协调控制的风电场情态控制体系而言，是现阶段风电场运行过程中较为重要性的研究性问题之一，在现阶段我国电网的运行中，对于风电场接入的技术管理都是针对单个的风电场的技术进行基本的考核。
在风电开发之初，风电场的数量并不多，而且基本的电力容量也相对较小，其中电压问题的影响往往局限于风电场的PCC自身，这种现象的出现对电压影响有着一定的影响。
但是，随着风电规模的逐渐扩大，电机的单场容量也增在加剧，集中的进入电厂中，从而形成了1GW的风电场群。
因此，在现阶段风电场单位的工作过程中，各个部门应该独自对相关的内容进行调节，可以将风电场群汇集到一个整体性的电压中进行管理，从而为整个电网中电压的管理提供充分性的保证。
1 风电场群无功电压控制的技术形式在风电场群无功电压的控制发展中，经典的风电场群汇入系统可以通过图一的情况表现出来。
（如图1）图1 典型风电场群汇入系统拓扑图1中B1的位置为电网中的母线，B2为风电场群汇入的系统性母线，在下文中就用汇入母线进行表示，其中图中的B3-Bm+2的线路是各个风电场的接入系统母线。
在现阶段风电系统的工作过程中，对于风电场无功控制主要是通过B3-Bm+2的信息进行相关考核，其基本的内容并没有充分的满足要求中的风电场采取适应的控制手段。
对于风电场群而言，可能包含着多样性的风力发电机组形式，而在现阶段的系统应用过程中，最为主流性的机型模式主要是笼型异步风力发电机、双馈异步风力发电机。
风电场无功补偿及其控制策略研究综述
风电场无功补偿及其控制策略研究综述随着风能发电规模的不断扩大，风电场的无功补偿技术已经成为可再生能源的关键技术之一。
无功补偿技术的应用，不仅能够提高发电水平，促进可再生能源的发展，而且能够有效改善电网的负荷特性，提高电网的运行稳定性，改善电网的可靠性。
因此，研究风电场无功补偿技术并设计控制策略，已经成为现今学术界和工业界关注的热点。
无功补偿可以分为以发电机为基准的“负无功补偿”和以配电网为基准的“正无功补偿”。
无功补偿技术的实现，关键是选择和实现合理的补偿模式。
目前，负无功补偿技术的研究集中在双三极可控硅技术、混合励磁技术、电容补偿技术以及变频容补偿技术等方面。
而正无功补偿技术的研究主要集中在电抗器技术和永磁无功补偿器技术上。
无功补偿技术的应用，必须要考虑补偿模式，以及如何实现精确的控制策略。
因此，研究如何设计风电场无功补偿控制策略，也成为当前学术界及工业界关注的热点。
在风电场无功补偿控制策略的研究中，研究者们对无功补偿器的控制策略有一系列的改进，包括引入新的优化算法、利用数据驱动的控制策略、优化计算机运算量等。
同时，研究者们还对风电场无功补偿策略引入新技术，如分布式控制，随机模糊控制以及非线性控制等技术，以更好地改善风电场的发电性能和电网可靠性。
本文综述了近年来风电场无功补偿及其控制策略研究的研究热点，并从负无功和正无功补偿技术，以及风电场控制策略的优化算法，分布式控制，随机模糊控制，非线性控制等角度，介绍了风电场无功补偿技术及其在可再生能源发电中的重要作用。
研究还表明，合理的风电场无功补偿控制策略对于提高风电场发电水平，改善电网负荷特性，提高电网可靠性有重要作用，因此，将继续成为学术界及工业界关注的热点，也将推动可再生能源的发展。
综上所述，可以看出，无功补偿技术的发展与应用，已经成为可再生能源发电领域的核心技术之一，对于提升可再生能源的发电水平、改善电网的运行可靠性具有重要作用。
未来，将在无功补偿技术的研究及控制策略的优化方面继续深入研究，以促进可再生能源发电的实现。
电力系统中的大规模风光储协调控制研究
电力系统中的大规模风光储协调控制研究大规模风光储协调控制是当前电力系统研究的热点之一。
随着可再生能源的快速发展和普及，风光储一体化系统的应用越来越广泛，但同时也面临着一系列的技术和经济挑战。
因此，研究如何有效进行大规模风光储协调控制对于促进可再生能源的可持续发展，提高电力系统的稳定性和可靠性具有重要意义。
首先，大规模风光储协调控制需要解决的一个关键问题是风光等不可调节能源（如太阳能、风能）的波动性和不确定性。
这些可再生能源的输出受到天气状况、光照强度、风速等因素的影响，导致其发电量产生波动。
如何预测和调度这些波动的发电量，使其能够与用户需求匹配，是一个亟待解决的问题。
为了解决这个问题，研究人员提出了一种基于天气预报和智能算法的风光储协调控制方法。
通过密集布置的气象观测站和现代气象模型，可以准确预测未来的天气状况，并按照预测结果进行风光发电的调度。
另外，利用人工智能技术，可以对历史数据进行分析和学习，从而提高预测的准确性和可靠性。
通过这种方法，可以在一定程度上减小风光发电量的波动，提高系统的可调度性。
其次，大规模风光储协调控制还面临着电力系统的稳定性问题。
可再生能源的输出波动会影响电力系统的频率和电压稳定性，增加了系统的运行风险。
因此，需要研究如何通过储能技术来提高电力系统的稳定性。
针对这个问题，研究人员提出了一种基于储能系统的频率和电压稳定控制方法。
通过在电力系统中引入储能装置，可以在风光发电波动时提供稳定的电源，从而调节系统频率和电压。
同时，可以利用储能系统的双向功率转换能力，将多余的风光发电功率储存起来，并在需求高峰时释放出来。
这样不仅可以提高电力系统的稳定性，还可以提高可再生能源的利用率。
此外，大规模风光储协调控制还需要考虑经济性问题。
由于储能设备成本较高，如何合理安排储能设备的容量和位置是一个重要的研究内容。
为了解决这个问题，研究人员提出了一种基于优化算法的储能容量和位置的选择方法。
通过考虑电力系统的负荷需求、可再生能源的输出特性、储能设备的成本和效益等因素，可以建立一个综合评价指标，并利用优化算法求解最优的储能容量和位置。
风电场升压站无功控制策略研究
风电场升压站无功控制策略研究摘要：作为一种清洁的可再生能源，风力发电在我国得到了广泛应用．风电技术也从过去的自发自用、独立运行的小型风力发电机发展成为多机联合并网运行的大型风力发电场。
目前，我国已规划并建设了多个风电基地。
基于SVG和电容器组联合运行方式下的无功控制策略．该策略以接入点为电压控制点，以扰动前的稳态电压为控制目标，在不同的电压区间内，采用不同的调压模式，充分利用SVG的动态调节能力，保证了无功控制策略的实用性。
关键词：风电场；VMP系统；无功控制受资源禀赋的自然分布所限，风电场大多建于电网末端，通过无功支撑能力低、电压分布不平衡的弱电网连接到电力系统。
风速的随机波动和运行方式的改变等扰动均能引起并网点的电压波动，进而影响电力系统的安全稳定运行。
在电网运行商制定的风电并网技术导则中，要求风电场具有并网点无功补偿与电压调节的能力，平抑随风速引起的电压变化。
由于风能是一种间歇性能源，风电出力的随机性和波动性以及电网中风电比例的增加，给电网的调度、运行带来了新的挑战。
大容量风电同时并网会造成接入变电站母线电压质量急剧下降。
由于风机大多为异步发电机，风电场在发出有功功率的同时会吸收无功功率，且风电机组大多不能进行持续有效的有功、无功调节，如不采取相应的控制措施，可能对电网的无功、电压稳定性造成影响，或者增加电网的网络损耗．因此，大容量风电接入系统和远距离输送，往往存在功率不平衡、电压不稳定等技术问题，对当地电网无功补偿容量的配置以及电压稳定性会产生明显的影响。
一、电场VMP系统工作原理一般而言，VMP系统是指风电场无功功率／电压自动控制平台简称VMP，主要应用在兆瓦级风机风电场的并网点电压控制和无功功率自动补偿。
各型的风电场VMP系统的基本结构相似，下面以某公司VMP系统为例进行分析，VMP系统结构如图所示。
该 VMP 系统将风机组群看成为 1个连续可调的无功源，根据无功电压分层协调控制原则，由电力系统自动电压控制系统（AVC）主站下发调节（无功、电压）命令，传给发电厂AVC 子站，经状态反馈分析计算，下达指令给AVC 子站机组、发电机、变电站。
大规模风电接入的电网协调规划设计
大规模风电接入的电网协调规划设计摘要：电力事业发展下新能源并网水平不断提高，这虽然在一定程度上改善了我国电力能源枯竭的现象，大规模风电接入也存在诸多问题。
下面文章对风电新能源特点进行分析，探讨风电接入存在的问题和协调规划设计策略。
关键词：大规模；风电并网；电力规划；规划设计引言大规模风电接入已经成为我国电网发展的重要趋势，利用风力发电代替传统煤炭发电能够有效减少资源浪费，提升发电的清洁性和经济性。
但受风力发电机组发电潮流、功率特征等影响，大规模风电接入后电网结构须进行调整。
一般电网规划方案应根据风能供应情况、传输能力等方面对通道容量、、大规模接入、消纳路径等进行设计，以保障大规模风电接入后电网能够处于协调、稳定状态。
1风电新能源的基本特点概述风电作为一种新能源，其工作方式是利用相关的设备将风产生的动能转为成为电能，而风能是一种清洁的、可再生的能源，风电近些年来在世界范围内受到各个国家的重视，我国也正在大力开展风电建设。
从世界范围来看，经过相关的计算表明，世界当前可利用的风能资源储量比水力资源高出10倍左右。
我国的风能资源也非常丰富，可以供开发和利用的风能储量超过10亿kW，我国目前风电装机超过2亿kW。
风能是一种具有代表性的无公害、可再生的清洁能源，风电在一些水资源匮乏的地区发挥着重要的作用，例如我国的沿海城市、草原牧区、山地高原等地区，都非常适合使用风力发电的方式提供电力能源。
我国对风电建设也给予了高度的关注，国家通过财政补贴的方式大力支持全国各地开展风电建设，取得了很好的效果，目前我国多个地区已经兴建了许多大型的风电场，对我国的电力能源输送起到了至关重要的作用。
2大规模风电接入分析在倡导低碳经济、节能减排、生态文明建设的新时代，风能、太阳能等成为“资源节约型、环境友好型”社会建设的重要新能源。
随着国内外新能源领域理论与实践研究的进步，风力发电系统以风能作为驱动力，其内部的风力机将风能转化为机械能，并带动发电机叶片转动，此时发电机将机械能转化为电能，最终并网实现给电网系统的供配电。
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价值工程0引言无功优化在保证电网整体电压质量方面起着至关重要的作用。大规模风电接入给电力系统安全稳定运行带来了新的挑战，尤其是对电力系统小干扰稳定的影响引起了广泛关注。如何充分利用风力发电机和无功补偿设备协调实现整个风电场无功功率调节，如何实现火电和风电之间的无功出力协调，从而抑制或避免系统发生大规模故障，确保整个电网无功功率平衡、电压稳定意义重大。针对风电场集群无功功率的相关控制策略国内外已经进行了大量的研究。文献[1]在未考虑DFIG无功输出的情况下，SVC进行无功调节；按照风机出口的无功功率灵敏度确定风机无功输出，从而实现无功优化；文献[2]基于变速恒频电机的等效电路，分析了双馈风电机组的无功功率极限，并对DFIG损耗进行了无功优化控制，但此方法通过恒功率因数进行控制，只考虑单台风机的无功损耗最小，没有考虑整个风电场无功的协调配合，无法实现整体的无功优化。文献[3]构建了含多个风电场的配电网的无功优化模型，风机的无功出力只是简单的单台机组容量相加，导致得到的风电场无功调节精度不高，从而影响风电场集群的无功优化决策。文献[4-5]提出基于多代理系统的电压稳定后紧急控制，该系统基于第三类控制和多代理信息系统的在线协调机制，以应对大规模风电场对并网系统电压稳定性的影响；然而该系统的主要切入角度是在线系统，需要庞大数据库的支持，不仅相关计算过程复杂，而且对通信可靠性和控制实时性要求较高，很难实现目标。总之，风电场集群的自动电压控制不够完善，未充分考虑多种无功源（风电、火电）控制策略的协调控制。文中主要研究了风电场和升压站无功分配原则。通过对风电场
集群电压控制点的偏差计算出风场的无功需求,若DFIG无法满足电网需求，应采取有效措施进行无功优化，这离不开DFIG与SVC协调配合的支持，只有这样才能降低风机损耗，实现无功优化目的。本文针对省调和地调的风电场与常规火电厂、常规变电站的无功电压协调控制方法策略。1无功源协调控制总体方案淤使风电场内风电机组自身的无功调节能力充分发
挥出来；于考虑风电场内电容器组、SVC辕SVG、变压器分接头
等的无功电源的协调配合控制；盂若风电场无功调节能力无法发挥作用，应充分发挥
汇集站自身的无功调节能力。榆为减低风电场波动对地区电网电压影响，必要的情
况下，应发挥汇集站附近火力发电机组的调节能力。虞无功电源协调控制遵循“离散设备优先动作，连续
设备精细协调”的原则。2无功补偿分层协调控制建模
2.1风机数学模型风机的输出功率PDWG与风速之间的关系：
（1）式中：PDWG是风机实际输出功率；vci、vr和vco分别为切入风速、额定风速和切出风速；Pr为风机额定输出功率。风电机组的运行约束条件为：
（2）要要要要要要要要要要要要要要要要要要要要要要要
基金项目院内蒙古自治区自然科学基金项目（2015MS0535）。作者简介院石开明（1970-），男，内蒙古呼和浩特人，副教授，从事电气工程领域的教学与研究。
大规模风电并网地区无功协调控制策略研究ResearchonReactivePowerCoordinationControlStrategyofLargeScaleWindPowerGrid-connectedRegion
石开明SHIKai-ming曰李源LIYuan曰胡伟HUWei曰张海洋ZHANGHai-yang（内蒙古工业大学，呼和浩特010080）（InnerMongoliaUniversityofTechnology，Hohhot010080，China）
摘要院以电网故障扰动为约束，研究大规模风电并网对系统稳定的影响。研究了含风电场的配电网无功优化模型和算法，提出汇集站附近火电机组参与无功协调控制的策略；研究协调火电、风电、SVC辕SVG等无功电源设备的相互配合问题。本文选取某风电场汇集站（含火电、风电）的合理算例，验证了该策略和算法的优越性。Abstract:Takingthegridfaultdisturbanceasaconstraint,theinfluenceoflarge-scalewindpowerinte-grationonthestabilityofthe
systemisstudied.Thispaperstudiesthereactivepoweroptimizationmodelandalgorithmofdistributionnetworkwithwindfarm,andputsforwardthestrategyofthermalpowerunitsnearthecollectionstationparticipatinginthecoordinatedcontrol.Itstudiesthecoordinationofreactivepowersupplyequipmentsuchasthermalpower,windpowerandSVC/SVG.Inthispaper,areasonableexampleofawindfarmcollectionstation(includingthermalpower,windpower)isselectedtoverifythesuperiorityofthestrategyandalgorithm.
关键词院大规模；风电场；无功；控制策略Keywords:largescale；windfarm；reactivepower；controlstrategy
中图分类号院TM614文献标识码院A文章编号院1006-4311（2017）35-0118-02
·118·ValueEngineering（3）不等式约束条件为：QTi.min约QTi约QTi.max（4）
PTi.min约PTi约PTi.max（5）
式中：QTi.min和QTi.max分别为第i台双馈感应风电机组的无功功率输出最小值和最大值；PTi.min和PTi.max分别为第i台双馈风电机组的有功功率输出最小值和最大值。
2.2风电汇集区域数学建模对于各大型风电基地来说，如何在正常状态和故障状态下都保证风电汇集区域电压安全是其工作的重中之重。数学模型如下：
（6）式中：Qw，rg、驻Qwg、Qw，ming、Qw，maxg分别为风电场无功功率的实时量、调节量、实时量下限、实时量上限；Urh、Uminh、Umaxh分别为汇集站高压侧母线的实测电压、电压下限和电压上限；Cww，Chw，Cmw，Clw分别为风电场无功功率对风电场并网点以及汇集站高中低三侧母线的电压灵敏度。3风电场集群站无功协调控制策略仿真
在风电汇集地区电网拓扑结构图如图1，风电集群A采用双馈机组、风电集群B均采用永磁机组，装机容量分别为304MW，489MW，每座风电场配置动态无功补偿装置，补偿容量约为装机容量的25%，仿真中风电场均采用1台装机容量相当的风电机组替代，动态无功补偿容量用
1台同容量的SVC或SVG替代。
搭建MATLAB仿真模型。考虑设置风电场A的并网点发生近端故障和远端故障，比较周边风电场检测到风电场A电压跌落后，风场内无功源采取不同控制措施时，对
风电场并网点电压的支撑效果，从而证明本文所提控制思路的有效性。当风电集群B的并网点故障时，0.1s后切除故障，分别考虑风电场A场内SVC采取就地控制模式或是远方集群B
SVG支持模式，比较风电场A的电压响
应情况如图2所示。风电场A并网点电压在故障期间跌落至0.65左右，此时SVG和风机仍有较大的无功裕量。在故
障结束后，电压恢复到正常范围，但远方SVG动作时，风场A接受风电场B的
SVG增发无功来提升自身并网点电压水
平，降低无功出力水平，电压恢复到正常范围。
当加入SVG之后，各电压波形明显变得舒缓，且在运行时间很小的时候基本就与基准值偏差很小。说明SVG发挥了其调节无功作用，保证电压质量，使电压保持在安全稳定的运行范围内，确保系统可靠运行。4结论和建议淤在协调SVC/SVG和DFIG的无功出力时，优先调整
DFIG的无功功率。于当地区电网风电场无功电压调节能力不足时，需要
充分发挥省调的无功调节能力。盂当地区电网风电场无功电压调节能力不足时，近区
火电机组可以提供部分无功。榆由于诸多客观原因的限制，比如风电基地的电网结
构薄弱、相关装置技术不高等，在具体工程中应结合实际情况，采取进一步的控制措施。参考文献院[1]李晶，方勇，宋家骅等.变速恒频双馈风电机组分段分层控
制策略的研究援电网技术(PowerSystemTechnology)，2005，29(9):15-21援
[2]陈宁，朱凌志，王伟援改善接入地区电压稳定性的风电场无
功控制策略援中国电机工程学报(ProceedingsoftheCSEE)，2009，29（10）：102-106援
[3]赵晶晶，符杨，李东东援考虑双馈电机风电场无功调节能力
的配电网无功优化[允]援电力系统自动化，2011（11）.[4]李海峰，王海风，陈珩.紧急情况下二次电压的多代理协调
控制[J].电力系统自动化，2001，23（12）：17-21.[5]陈中，高山，王海风.有大规模风电接入的电力系统在线紧
急协调电压稳定控制[J].电力系统保护与控制，2010，38（18）.
图1区域电网拓扑结构图系统汇集站C525母线汇集站C230母线
65km10km230kV
230kV汇集站
D230母线
50km
45km汇集站A230母线
230kV35kV
0.69kV
10km75MV·ASVG
风电集样A304MW
230kV汇集站
B230母线230kV
5km35kV150MV·ASVC
0.69kV
风电集样B489MW
2*300MW火电机组
图2风电场A采取不同控制策略电压情况1.11.00.90.80.70.6
SVG动作SVG未动作
00.40.81.21.62.0t/s
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