双馈风机经VSC-HVDC接入弱受端系统运行特性分析
发布时间：2022-02-11 14:39
基于电压源换流器的高压直流输电（VSC-HVDC）是远距离风电并网的理想方案,同时可用于联接弱受端系统,但双馈风机经VSC-HVDC能够馈入多弱的受端系统仍待深入研究,有必要提出基于短路比的指标来衡量所能接入的受端系统。对此,基于定功率控制下VSC的稳定运行约束,分析系统稳态的临界运行点,总结出临界短路比的求解步骤。在此基础上,结合双馈风机的控制方程,详细讨论了风电场出力、弱交流系统等效阻抗和临界短路比的关系。仿真分析发现,受双馈风机无功特性的影响,接入受端系统的临界短路比未能达到理论值,引入基于无功补偿的有效短路比作为受端系统的强弱判断指标,使得所提临界短路比求解方法在此工况下依然成立。
【文章来源】：水电能源科学. 2020,38(07)北大核心
【文章页数】：5 页
【部分图文】：
VSC接入弱交流系统结构图
由图2可知：(1)当SCR为定值时，Ut与Q呈正比例关系，验证了式（15）；当Q为定值时，isd与SCR呈反比例关系，即与P呈正比例关系，验证了式（16）。(2)随着Q值的减小，潮流方程组亦趋向于无解，令潮流临界有解时的Q为Qr1。(3)在保证系统电压Ut满足式（18）的安全运行条件下，VSC可调节Q的范围也随SCR的减小而减小，将Umax、Umin对应无功上下限值分别设为Qh、Ql。当SSCR=1时，Ut>1.05恒成立，即系统不满足安全运行约束且与Q值大小无关；SSCR=1.5时，Qh=0.29p.u.,Ql=0.23p.u.;SSCR=2时，Qh=0.18p.u.,Ql=0.09p.u．。(4)图2(c）中，SSCR=1时，isq在Q=0.77p.u．处存在disq/dQ=0时极小值，设此拐点对应Q值为Qr2。当SCR较大时，可保证式（17）大于零成立，不存在Qr2，则有：综上所述，CSCR的求解方法为根据Ut、isd、isq随Q的变化曲线，得到Qr1、Qr2、Qh、Ql分别与SCR的变化规律。当min(Qr1,Qr2,Qh)=Ql时，所得Q即可认定为Qr，对应的SCR定义为CSCR。
由此得到在4个无功功率约束条件下的临界运行状态，见图3。由图3可知，双馈风机经VSC-HVDC接入弱受端系统时的临界理论值Qr=0.45，临界短路比CCSCR=1.21。4 双馈风机对系统运行特性的影响
【参考文献】：
期刊论文
[1]基于无功功率短路比的直流闭锁暂态过电压计算方法[J]. 尹纯亚,李凤婷,周识远,陈伟伟. 电力系统自动化. 2019(10)
[2]远海风电场经VSC-HVDC联接弱受端系统的临界运行特性[J]. 边晓燕,杜中浩,魏本刚,李东东. 现代电力. 2018(05)
[3]计及并联电容器补偿的多馈入交直流系统改进有效短路比指标[J]. 刘青,廖诗武,姚伟,刘明松,文劲宇,张健. 电力系统保护与控制. 2017(08)
[4]基于直接功率控制双馈风电系统最大功率点跟踪[J]. 张迪,魏艳君,侯兆云,漆汉宏. 电力电子技术. 2016(01)
[5]联于弱交流系统的VSC-HVDC稳定运行区域研究[J]. 刘昇,徐政. 中国电机工程学报. 2016(01)
[6]海上风电并网与输送方案比较[J]. 王锡凡,卫晓辉,宁联辉,王秀丽. 中国电机工程学报. 2014(31)
[7]双馈风电场VSC-HVDC系统接入弱电网的控制研究[J]. 边晓燕,洪丽俊,王毅,洪建山,符杨. 太阳能学报. 2014(08)
[8]双馈风电场的柔性高压直流输电系统控制[J]. 廖勇,王国栋. 中国电机工程学报. 2012(28)
[9]中国中长期风电发展路线图[J]. 王仲颖,赵勇强,时璟丽. 中国能源. 2012(03)
本文编号：3620457
【文章来源】：水电能源科学. 2020,38(07)北大核心
【文章页数】：5 页
【部分图文】：
VSC接入弱交流系统结构图
由图2可知：(1)当SCR为定值时，Ut与Q呈正比例关系，验证了式（15）；当Q为定值时，isd与SCR呈反比例关系，即与P呈正比例关系，验证了式（16）。(2)随着Q值的减小，潮流方程组亦趋向于无解，令潮流临界有解时的Q为Qr1。(3)在保证系统电压Ut满足式（18）的安全运行条件下，VSC可调节Q的范围也随SCR的减小而减小，将Umax、Umin对应无功上下限值分别设为Qh、Ql。当SSCR=1时，Ut>1.05恒成立，即系统不满足安全运行约束且与Q值大小无关；SSCR=1.5时，Qh=0.29p.u.,Ql=0.23p.u.;SSCR=2时，Qh=0.18p.u.,Ql=0.09p.u．。(4)图2(c）中，SSCR=1时，isq在Q=0.77p.u．处存在disq/dQ=0时极小值，设此拐点对应Q值为Qr2。当SCR较大时，可保证式（17）大于零成立，不存在Qr2，则有：综上所述，CSCR的求解方法为根据Ut、isd、isq随Q的变化曲线，得到Qr1、Qr2、Qh、Ql分别与SCR的变化规律。当min(Qr1,Qr2,Qh)=Ql时，所得Q即可认定为Qr，对应的SCR定义为CSCR。
由此得到在4个无功功率约束条件下的临界运行状态，见图3。由图3可知，双馈风机经VSC-HVDC接入弱受端系统时的临界理论值Qr=0.45，临界短路比CCSCR=1.21。4 双馈风机对系统运行特性的影响
【参考文献】：
期刊论文
[1]基于无功功率短路比的直流闭锁暂态过电压计算方法[J]. 尹纯亚,李凤婷,周识远,陈伟伟. 电力系统自动化. 2019(10)
[2]远海风电场经VSC-HVDC联接弱受端系统的临界运行特性[J]. 边晓燕,杜中浩,魏本刚,李东东. 现代电力. 2018(05)
[3]计及并联电容器补偿的多馈入交直流系统改进有效短路比指标[J]. 刘青,廖诗武,姚伟,刘明松,文劲宇,张健. 电力系统保护与控制. 2017(08)
[4]基于直接功率控制双馈风电系统最大功率点跟踪[J]. 张迪,魏艳君,侯兆云,漆汉宏. 电力电子技术. 2016(01)
[5]联于弱交流系统的VSC-HVDC稳定运行区域研究[J]. 刘昇,徐政. 中国电机工程学报. 2016(01)
[6]海上风电并网与输送方案比较[J]. 王锡凡,卫晓辉,宁联辉,王秀丽. 中国电机工程学报. 2014(31)
[7]双馈风电场VSC-HVDC系统接入弱电网的控制研究[J]. 边晓燕,洪丽俊,王毅,洪建山,符杨. 太阳能学报. 2014(08)
[8]双馈风电场的柔性高压直流输电系统控制[J]. 廖勇,王国栋. 中国电机工程学报. 2012(28)
[9]中国中长期风电发展路线图[J]. 王仲颖,赵勇强,时璟丽. 中国能源. 2012(03)
本文编号：3620457
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