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多端直流输电系统控制研究综述

2015-09-22 09:13来源:电工技术学报关键词:直流输电换流站断路器收藏点赞

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2.3 含风电场MTDC系统协调控制

一方面,由于直流输电对海上和陆上电网进行了解耦,导致海上风电场惯性减小,且随着风电场容量增加,系统的惯量越小,在系统负荷变化或故障情况下,系统将产生较大的频率偏移,严重影响直流输电系统的稳定性;另一方面,由于风电的不确定性,直接接入电网必然会影响系统的稳定性。因此,需要完善含风电场的MTDC系统的协调控制,提高风电利用效率。

文献讨论了风电不确定性对电网系统的影响,包括电网频率、电压、电能质量、暂态稳定性等,提出通过提高风电场的可控性和调度性来减小风电场不确定性对电力系统的影响。

为了减小交流系统中的频率偏移,文献提出一种基于当地直流电压-频率下垂控制的频率支撑策略,但该控制策略未考虑非对称双极结构。文献分析讨论了含有金属回路的非对称双极MTDC结构交流系统的频率支撑,但忽略了交流侧锁相环对系统的影响。文献分析了MTDC中风电场侧电压-电流的特性,并针对VSC在正常和故障条件下的电压-电流特性设计了一种控制系统。

文献基于VSC电压-电流特性和故障时减少功率注入的思想,提出大规模海上供电的协调控制策略。文献提出一种直流电压优化控制方法,通过检测直流电压偏差,换流站在定有功和下垂控制中切换,但在功率频繁变化的场合,不同控制模式之间的频繁切换将影响系统的稳定性。

为了提高风电场并网电压的稳定性,文献提出一种改善电压稳定性的风电场无功和电压协调控制方法。当系统故障时,风电场采用下垂控制减小功率控制,同时引入风电场频率为控制信号,自主调节风电场功率,从而保持直流电压稳定,避免换流站之间通信。

对风电场而言,其本身相当于一个存在多源接入的低压配电网,因此风电场的有功/无功控制既有局部性也有全局性,必须将两者协调统一才能达到较理想的控制效果。然而,目前研究通常将风电场的有功和无功分别独立控制。

风电场的有功控制一般分为两种:一种是将风电场等值为单台风电机组,通过最优转速控制、随机最优控制等方式,模拟风电场的有功控制;另一种是考虑单机控制特性的风场内多台风电机组之间的协调控制。

由于风电场的有功输出和风电场的风速关系极为密切,可控性较弱。因此,风电并网的研究更多集中在无功/电压控制。文献提出一种基于预测控制弱化风电场功率波动的无功电压协调控制方法,但该方法对风电场的模型要求较高。

文献根据风电场局部区域某节点电压与参考值的偏差得到整个风电场的无功需求,并按等功率因数算法分配给各台风电机组。文献提出按风电场容量、系统潮流和损耗三种不同的方式分配无功,但未详细对比三种方式的适用场合。

文献提出一种风电场面向接入点电压控制的协调控制策略,基于风电场功率预测数据的优化预先进行电容器组投切控制,并将风机按剩余的无功裕度比例调节各台机组的无功输出。

文献提出了风电场群的无功电压协调控制思路,以风电场群的汇集站为电压中枢点,以各风电场升压变压器的高压侧电压为约束,协调控制各风电场的无功调节装置动作。

原标题:【技术】多端直流输电系统控制研究综述
投稿与新闻线索:陈女士 微信/手机:13693626116 邮箱:chenchen#bjxmail.com(请将#改成@)

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