文档介绍：华北电力大学(保定)
硕士学位论文
双馈电机风电场无功电压控制问题研究
姓名:王慧
申请学位级别:硕士
专业:电气工程;电力电子与电力传动
指导教师:朱凌
2011-03
摘要
摘要
风力发电在带来清洁能源的同时,还具有间歇性和随机性,这些特性会对
电力系统带来一些负面影响。同时,风电场在向系统输送有功功率的同时可能
吸收大量的无功功率,由于无功功率与电压稳定性的强相关性,使得大型风电
场的接入将对电网电压的稳定性产生一定的影响。
本文从双馈感应发电机数学模型出发,分析了转子侧变流器与网侧变流器
的解耦控制原理,在 DIgSILENT/PowerFactory 中建立了双馈感应发电机组模型,
为探讨风电场无功电压控制问题奠定了基础。
提出了一种基于配电网无功优化的风电场群协调控制策略:以超短期风电
功率预测为前提、以风电并网区域最小网损为控制目标、以节点电压和无功功
率范围为约束条件、以各风电场的无功调节为控制手段,进行最优潮流计算整
定各风电场的无功功率调节量,风电场中各风电机组再按照等功率因数原则分
配无功功率。算例仿真表明该控制策略对降低区域电网的网损有明显的作用。
上述控制策略仅适用于风电场正常运行状态,电压跌落时为了提高风电场的
暂态电压稳定性和风电机组的低电压穿越能力,采用了低电压运行控制策略。
该控制策略由电压支持控制、转子短路保护和无功功率泵升控制组成。算例仿
真表明采用的低电压运行控制策略能有效提高风电机组低电压穿越的能力。
研发了以 DIgSILENT/PowerFactory 为引擎的风电并网在线预警系统,该系
统能预测风电并网区域主要监测节点电压以及线路潮流趋势并作出安全评估。
实际运行结果表明该系统实现了风电并网在线预警的功能,对大型风电场的调
度管理及电网安全运行具有重要意义。

关键词:无功电压;风电并网;双馈电机;低电压穿越;预警系统
I
Abstract
Wind power is intermittent and random while providing clean energy,these features
will produce negative effect on power ,wind farms will absorb considerable
amount of reactive power from system while sending out active power,and due to the
close relevance of reactive power and voltage stability,large-scale wind farms have some
influence on voltage stability.
In this thesis, based on mathematic model of DFIG,the decoupled control principle
of RSC and GSC are control model of DFIG is builded in
DIgSILENT/PowerFactory,it is the base of further research on reactive power and
voltage regulation of DFIG-based wind farms.
The coordinated control strategy of wind farms based on reactive power
optimization of distrbution is premise is wind power prediction,control
target is minimization work loss,constraints are nodes voltage and reactive power
capacity,control mean is reactive power OPF the regulated amount of
wind farms are established,and then distributed by equal power factor algorithm to single
wind study case proves that the contro