雙饋風電場并網系統中UPFC阻尼控制策略研究
李旭1，劉海濤1，秦高烽1，張鵬1，肖強2
（1 南京工程學院 電力工程學院，江蘇 南京 211167；2 國網鹽城供電公司，江蘇 鹽城 224002）
摘 要：具有電壓支撐、功率調節功能的統一潮流控制器（UPFC） 在雙饋風電場并網系統中發揮重要作用。基于含有UPFC 的單機無窮大系統數學模型，分析了UPFC對系統阻尼特性的作用，指出UPFC串并聯側注入電壓電流和發電機轉速偏差正相關能夠提高系統阻尼系數，在此基礎提出了一種附加轉速偏差信號的阻尼控制方法。該策略可實現電力系統穩態時電壓和功率嚴格跟蹤參考值，系統受到擾動時可以維持電壓和功率在允許范圍內波動，同時提高系統的穩定性，增強系統抑制振蕩的能力。基于DIgSILENT仿真平臺搭建標準三機九節點系統作為等效測試模型，驗證了改進的UPFC控制方法的有效性。
關鍵詞：統一潮流控制器（UPFC）；穩定性；雙饋風電場；阻尼控制
中圖分類號：TM614 文獻標識碼：A 文章編號：1007-3175(2018)11-0010-06
Unified Power Flow Controller Damping Control Strategy Research on Doubly Fed Wind Farm Grid-Connected System
LI Xu1, LIU Hai-tao1, QIN Gao-feng1, ZHANG Peng1, XIAO Qiang2
（1 School of Electric Power Engineering, Nanjing Institute of Technology, Nanjing 21116 7, China;
2 State Grid Yancheng Power Supply Company, Yancheng 224002, China）
Abstract: The unified power flow controller (UPFC) with the functions of voltage support and power regulation plays an important role in the doubly fed wind farm grid-connected system. Based on a single-machine infinite bus system mathematical model with UPFC, this paper analyzed the effect of UPFC on the damping characteristics of the system. It was pointed that if the injected voltage and current were positively related to speed deviation of generator, The UPFC could improve damping coefficient. On the basis of this, this paper proposed an additional speed deviation signal damping control strategy, which realized the bus voltage and power flow track reference value strictly at the time of stable electrical power system. When the disturbance occurred, the voltage and power fluctuations were kept within the allowable range, the system stability was improved and the ability of suppressing oscillation could be enhanced. Based on the DIgSILENT simulation platform, the standard three-machine nine-node system was set up as the equivalent test model, which verifies the effectiveness of the improved UPFC control method.
Key words: unified power flow controller; stability; doubly fed wind farm; damping control
參考文獻
[1] 李輝，陳宏文，楊超，等. 含雙饋風電場的電力系統低頻振蕩模態分析[J]. 中國電機工程學報，2013，33(28)：17-24.
[2] 楊黎輝，馬西奎. 雙饋風電機組對電力系統低頻振蕩特性的影響[J]. 中國電機工程學報，2011，31(10)：19-25.
[3] 劉斯偉，李庚銀，周明. 雙饋風電機組對并網電力系統暫態穩定性的影響模式分析[J]. 電網技術，2016，40(2)：471-476.
[4] 羅煦之，易俊，張健，等. 結合DFIG功率特性研究風電并網對系統功角穩定性的影響[J]. 電網技術，2015，39(12)：3401-3407.
[5] 鄭超， 葛星， 霍超， 等. 近振蕩中心規模化風電對電網阻尼特性的影響[J]. 電網技術，2017，41(5)：1561-1568.
[6] MITRA A, CHATTERJEE D.A sensitivity based approach to assess the impacts of integration of variable speed wind farms on the transient stability of power system[J].Renewable Energy，2013，60(4)：662-671.
[7] 李輝， 陳宏文， 楊超， 等. 雙饋風電場模糊附加阻尼控制策略[J]. 中國電機工程學報，2013，33(31)：51-57.
[8] 張琛，蔡旭，李征. 具有自主電網同步與弱網穩定運行能力的雙饋風電機組控制方法[J]. 中國電機工程學報，2017，37(2)：476-485.
[9] 劉海濤，張銘路，張亮，等. 基于雙閉環電壓控制靜止同步補償器在雙饋風電場并網中參數設置及運行特性分析[J]. 電測與儀表，2015，52(17)：88-94.
[10] DARABIAN M, JALILVAND A.A power control strategy to improve power system stability in the presence of wind farms using FACTS devices and predictive control[J].International Journal of Electrical Power & Energy Systems，2017，85：50-66.
[11] 朱鑫要，金夢，李建生，等. 統一潮流控制器附加阻尼抑制次同步諧振的理論與仿真[J]. 電力系統自動化，2016，40(16)：44-48.
[12] 李婷，楊波. 基于雙層優化結構的統一潮流控制器阻尼控制策略[J]. 中南大學學報（自然科學版），2016，47(1)：123-129.
[13] 祁萬春，楊林，宋鵬程，等. 南京西環網UPFC示范工程系統級控制策略研究[J]. 電網技術，2016，40(1)：92-96.
[14] SHOJAEIAN S, SOLTANI J, MARKADEH G A.Damping of Low Frequency Oscillations of Multi-Machine Multi-UPFC Power Systems, Based on Adaptive Input-Output Feedback Linearization Control[J]. IEEE Transactions on Power Systems，2012，27(4)：1831-1840.
[15] ESLAMI M, SHAREEF H, TAHA M R, et al.Adaptive Particle Swarm Optimization for Simultaneous Design of UPFC Damping Controllers [J]. International Journal of Electrical Power & Energy Systems，2014，57(5)：116-128.
