关键字 |
| 同步发电机;PSCAD;风力涡轮发电机(WTG);静态同步补偿器(STATCOM);谐波分析。 |
介绍 |
| 电力公司的目标是为客户提供一个相当恒定的正弦电压大小和频率。发电机产生的电生成一个非常接近的近似正弦信号。然而,有负荷和设备对系统的非线性特征和导致电压和电流的谐波失真信号。介绍了随着越来越多的非线性负载在一个设施,这些波形更加扭曲。近年来风力发电经历了非常快的发展在整个世界。随着风能渗透到网格正在迅速增加,风力涡轮机的影响电能质量已经成为一个很严重的问题。异步发电机更有吸引力比同步发电机风力发电机由于其强劲的建设、低成本、低维护、寿命长、低功率重量比。风能穿透是对电力系统稳定性的影响。为了便于调查的影响风电场对电力系统的动态连接,一个适当的模型是必需的。为了避免发展的详细模型的必要性与几十或几百个风电场风力涡轮机和它们之间的联系,需要聚合风电场模型[1]。 Two of the main requirements are reactive power control in normal operation conditions [2] and fault ride-through capability during fault conditions [3]. The main purpose of normal operation requirements is to maintain the voltage between admissible limits both for security and power quality purposes. Since reactive power cannot be transmitted over long distances, it has to be provided locally. Therefore, in grid connection specifications, wind farms are generally required to contribute to reactive power (and sometimes voltage) control. Concerning fault condition requirements, they are aimed at avoiding as much as possible the loss of generation capacity in case of a fault in the transmission grid. |
| 有许多可能的互连结构的风力发电场,因此不可能涵盖所有类型的网络配置、负载和互连的风电场。常风公园弱连接系统,因为他们通常是远离主要负荷中心和中央的一代。这反映了在短路比(SCR)的互连。弱系统的可控硅通常小于6的速度发生器[4]。无功功率在今天的条件是最重要的方面。在风电场无功功率消耗主要是由于使用感应发电机能量转换。异步发电机的基本原理是,他们消耗无功功率,以生成真正的权力。加强变压器的磁化电流绘制在某种程度上也为无功功率消耗。这无功功率消耗导致T & D损失增加,电压差剖面超载T & D设备和在加载和屏蔽能力和减少T & D的生活设备[5]。快速增加的渗透的风电在电网跳闸许多大型发电机的风电场在电网故障可能会影响整个电力系统稳定[6]。 |
| 印度电网系统非常脆弱,也有落后的基础设施。考虑风力发电份额的增加界面的网格是必要的研究整体未来的各种类型的现有风力发电机系统和可能的发电机配置,重要的电能质量问题,相关的问题与电网连接[7]。使用更多的智能控制器对STATCOM及其接口等大型电力系统解决各种问题安全、稳定,电压概要改善和电能质量[8]。 |
| 摘要风力涡轮机美联储同步发电机建模使用PSCAD和谐波线性负载和非线性负载,进行了分析。STATCOM用作设备为减轻这些问题,仿真结果证明了STATCOM是一种有效的手段来减轻这些问题在连续操作的电网连接风力涡轮机。 |
模拟风电场系统包括同步发电机 |
| 风电场通常由大量个体的风力涡轮发电机(WTGs)通过内部电网连接。研究的影响风电场对电力系统的动态,一个重要的问题是开发适当的风电场模型代表许多个人WTGs的动力学。考虑的主要问题为网格连接风力涡轮机发电机工作(WTGs),配有同步发电机谐波。 |
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| 模拟研究的模型和比较在PSCAD / EMTDC环境下不同风速和波动情况。在这个案例研究中,大规模风电场与同步发电机容量75 MW连接到33/132 kV变电站220千伏电网系统模型通过PSCAD如图1所示。 |
谐波分析 |
| 谐波正弦电压或电流是基频的整数倍。电力公司的目标是为客户提供一个相当恒定的正弦电压大小和频率。发电机产生的电力生成一个非常接近的近似正弦信号。然而,有很多和设备对系统非线性特征和导致电压和电流的谐波失真信号。介绍了随着越来越多的非线性负载在一个设施,这些波形更加扭曲。本文的目的是考虑线性和非线性负载的影响效用的电压和电流谐波。一些常用的负载在风电场系统在PSCAD / EMTDC模型,通过考虑电压和电流波形。执行完整的风电场系统的谐波分析。 |
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| 表我的模拟结果表明thd的电流和电压的线性负载和表2表明近似的模拟结果的个人非线性负载的电流和电压。 |
通过使用STATCOM谐波问题的缓解 |
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| 静态同步补偿器(STATCOM)是并联连接的无功补偿设备能够产生和/或吸收无功功率的输出可以变化,维持电力系统的特定参数的控制。它由VSC并联连接于一辆公共汽车通过耦合变换。静态补偿器设备能够产生和吸收无功和有功功率,但最常见的应用是在交流系统和补偿器之间的无功功率交换。补偿器的控制是通过半导体器件的开关角的小变化,这样产生的电压逆变器的基本组件被迫滞后或领导交流系统电压几度。这导致有功功率逆变器的流入或流出,修改DC电容器电压的值,因此逆变器终端电压的大小和产生的无功功率。如果发达电压高于系统电压STATCOM供给无功功率就像一个旋转的同步补偿器和提高电压,反之如果低将消除无功功率。图2表明大规模风电场与STATCOM与同步发电机连接到电网建模。 |
| 缓解谐波 |
| 根据IEC 61400 - 21的指导方针或IEEE STD 519 - 1992谐波测量不需要固定速度风力涡轮机的感应发电机直接连接到电网。变速风力发电机的谐波测量只需要电子电源转换器。VTHD 132 kV系统的极限3.0% &个人任何特定的谐波频率是2.0%。还ITHD拥有大于69千伏电压水平是5.0%。 |
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| 表III和IV表示thd的缓解个人使用STATCOM线性负载的电压和电流。表V和VI表示thd的缓解个人使用STATCOM电压和电流的非线性负载 |
结论 |
| 本文调查了STATCOM应用于风电场配有同步发电机的电压和电流谐波进行分析线性和非线性负载。模拟模型的大规模风电场设计在PSCAD软件研究谐波使用STATCOM缓解。风力发电机连接到同步发电机建模使用PSCAD仿真软件分析该问题,介绍了STATCOM电压控制和无功功率作为一个活跃的支持者,以减轻谐波问题。 |
确认 |
| 作者感谢……B.E. Kushare博士教授,教授和负责人,电子工程系,株式会社Nasik Wagh学院工程教育和研究,主要教授k . n . Nandurkar博士和管理等支持开展研究工作。 |
引用 |
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- 方法的实现和系统化的法律和经济框架特别政权电力生产活动(西班牙语)西班牙皇家法令,2004年,RD 436/2004。
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- 阿巴斯阿卜杜勒萨拉姆,阿德尔艾哈迈德·马哈茂德·Mahrous¢稳定——状态和瞬态分析风电场接入电网的不同stiffnessA¢,中东第14届国际电力系统研讨会论文集,开罗大学,埃及,12月19日,2010年第208 - 203页,2010年。
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- Kadam d p博士Kushare b . e .¢动态行为的大规模风FarmA¢,国际电气工程期刊》,卷5、6号,第764 - 757页,2012年。
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- s . m . Muyeen穆罕默德·阿卜杜勒·曼南穆罕默德。哈桑•阿里,正是由于高桥Toshiaki Murata Junji(尽管一个¢稳定的电网连接风力发电机STATCOMA¢,2005年IEEE ped会议发表的论文1584 - 1588年,2005页。
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