基于PSCAD的风电并网无功补偿优化仿真研究

简介：
本研究利用PSCAD软件平台，深入探讨了风力发电系统并网过程中的无功补偿技术，通过优化仿真分析，旨在提高系统的稳定性和效率。 在讨论新能源发电技术时，特别是大规模风电场并网运行的问题上，电能质量是必须关注的关键因素之一。由于风电场的功率因数偏低以及风速、风向不稳定导致电力输出波动较大，这会引发线路功率不稳进而影响整个系统的有功与无功功率比例，降低电能的质量，并可能无法满足电网对电压、频率和功率因数的技术要求。 为解决这些问题，在风电场中通常需要安装无功补偿装置来改善电压稳定性并抑制并网点的电压波动。常用的方法包括使用静止无功补偿器（SVC）等设备。近年来，SVG（静止同步补偿器）结合FC（滤波器）的方式因其出色的动态响应和补偿效果而被广泛应用。 SVG通过电力电子变换器控制交流侧电压的幅值与相位来向电网注入或吸收无功功率，从而提供连续且快速调节的能力，并能有效处理系统不对称负载问题。在某些情况下，将SVG与FC结合使用可以进一步提高电能质量：FC用于滤除特定频率的谐波。 潘欢等人针对宁夏某风电场的具体情况提出了基于SVG+FC方法的无功补偿方案，并通过仿真证明了该方案的投资效益、性能和补偿效果均优于其他控制方式。此外，已有许多研究者采用建模与优化手段选取适当的控制策略及容量配置以实现不同目标函数的最优化。 例如TapiaA和TapiaG探讨了风电接入电网后对区域电压的影响，并介绍了风电场内部无功调整方法及其参与地区电网无功调节的方式；CammEH、BehnkeMR以及BoladoO等人通过动态电压调节能力分析比较了不同补偿方式的效果。王成福与梁军则针对双馈式和直驱型风机进行了建模分析，优化了以最小化投入成本为目标的模型。 总体而言，在风电并网技术中无功补偿是一个至关重要的环节。随着技术的进步，相关设备及控制策略也在不断改进和发展，以适应日益变化的电网需求与条件。研究者需要综合考虑系统性能、经济效益和技术规定等因素来确保电力系统的安全稳定和高效运行。