风电场FACTS设备建模与交互影响研究

伴随着近年来节能减排政策的不断推广,可再生清洁能源越来越受到国家的重视,而风力发电作为一项成熟技术已被广泛应用。然而由于风机的固有特点,为了提高输送效率需要补偿无功,为了减少切机风险需要电压支撑设备,因此柔性交流输电系统(FACTS)越来越多的被应用到风电场,很大的提高了输电的效率和稳定性。然而不同FACTS设备间存在着负交互影响,并可能导致系统稳定性的破坏。本文针对风电场中两种应用普遍的FACTS设备——静止无功补偿器和静止无功发生器了建模研究以及交互影响研究。
　　文章首先依据两种典型FACTS设备(SVC和SVG)的结构和工作原理建立了稳态模型和暂态模型,在此基础上,根据现代控制理论建立了包含两种FACTS设备的多机电力系统线性化模型,为接下来的理论分析和暂态时域仿真打下了基础。
　　然后利用相对增益矩阵与NI相结合的方法进行理论分析计算,通过计算多机电力系统模型的相对增益矩阵和NI参数,从FACTS设备间安装距离和控制器参数两方面分析其对FACTS交互影响强弱的作用。再根据电力系统分析综合程序软件中用户自定义建模的特点以及前者模型分析,在PSASP软件中建立了适合于系统级分析的SVC和SVG用户自定义模型,并将其安装在修改后的系统算例中,从时域仿真的角度分析FACTS间安装距离和控制器参数对交互影响的作用,这样就从理论分析和时域仿真两方面验证了FACTS设备间交互影响的存在以及影响因素。
　　文章最后提出了将人工鱼群算法进行改进,使其适合于多目标优化问题的解决,应用到FACTS设备参数的协调优化设置,并针对甘肃酒泉风电基地的实际风电场进行了仿真应用,取得了一定效果,能减小FACTS设备间的负交互影响。由于是对已安装运行的FACTS设备进行优化,节省了投资、提高了利用率,证明了该方法的有效性。