團隊介紹

潤電電氣實驗室隸屬于潤電能源科學技術有限公司電氣技術部，致力于火電和新能源的研究。專注于風電場和光伏電能質(zhì)量、無功和有功控制、火電廠高電壓技術等的理論研究和工程應用。近年來，在電氣設備性能檢測與診斷、仿真分析、用電節(jié)能等領域的試驗研究方面技術實力突出。獲省部級成果5項，發(fā)明專利10余項。

朱建華

朱建華，高級工程師，研究方向為新能源穩(wěn)定性分析。

何卓林

何卓林，碩士，助理工程師，研究方向為新能源涉網(wǎng)試驗。

研究背景

隨著風電占比日益提升，其對電網(wǎng)電壓穩(wěn)定的影響日益不可忽視。國內(nèi)風電占比較高的省份風電裝機占比已超過30%，風電出力的不穩(wěn)定性對電網(wǎng)的無功和電壓控制提出了更大的要求，如何能在風電占比較高水平提升電壓控制的穩(wěn)定性成為迫切的研究課題。

此外，考慮到風場實際配置SVG和風機兩種不同的無功源的現(xiàn)狀，SVG響應速度快，風機無功響應較慢，且波動性較大，通過合理的無功分配策略，充分發(fā)揮兩種無功源元件各自的優(yōu)點，能夠使系統(tǒng)兼顧調(diào)度要求、經(jīng)濟調(diào)無功等多種功能。

論文所解決的問題及意義

受風速的隨機性波動影響，風電場的電壓是實時波動的，風場的自動電壓控制系統(tǒng)會需要實時跟蹤電壓波動。并且，風電場的電壓跟蹤速度較慢，傳輸鏈條長，控制的對象多，電壓響應過快，會增加自動電壓控制的響應負擔；響應速度慢，會達不到控制的效果。

此外，SVG和風機出力特征有著明顯差異。SVG無功出力作用在主變低壓側(cè)，對系統(tǒng)電壓影響較為明顯。而風機的無功作用在機端，需要經(jīng)過匯集線傳輸，影響風電場的線損；故如何設計和分配風場的無功設置，對提升風場的穩(wěn)定性和節(jié)能效果至關重要。

論文方法及創(chuàng)新點

為解決傳統(tǒng)無功分配策略下無法準確評價對風場穩(wěn)定性影響的問題，本文提出了一種風場無功分配的穩(wěn)定性分析方法。此外，考慮到SVG和風機無功響應的差異性，提出一種考慮無功分配策略的風電場穩(wěn)定分析方法。

圖1 風電場自動電壓控制模型

本文所提出的分析方法在考慮風場運行工況變化的情況下，建立包含SVG和風機的小干擾模型，根據(jù)控制策略的變化分析風場的小干擾模型特征變化情況，并比較了不同控制策略的特征值變化趨勢，利用窮舉法，計算了主要工況下的特值變化趨勢。

圖2 含風機和靜止無功發(fā)生器的小干擾模型

結(jié)論

本文研究了風電場自動電壓控制模式下無功分配的問題，風場的三種無功分配模式，靜止無功補償器優(yōu)先穩(wěn)定最好，對半策略次之，風機優(yōu)先最差。實際運行時可以考慮優(yōu)靜止無功發(fā)生器優(yōu)先的控制模式。

引用本文

朱建華, 何卓林, 閆偉軍, 姜繼琛, 楊海峰. 風電場自動電壓控制中風機和靜止無功發(fā)生器的無功分配研究[J]. 電氣技術, 2022, 23(4): 31-36. ZHU Jianhua, HE Zhuolin, YAN Weijun, JIANG Jichen, YANG Haifeng. Research on reactive power distribution of wind turbine and static var generator in automatic voltage control of wind farm. Electrical Engineering, 2022, 23(4): 31-36.