基于风电机组无功裕度预测的风电场无功分层控制策略

刘颖明，刘闯闯，王晓东

（沈阳工业大学 电气工程学院，辽宁 沈阳 110870）

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大规模风电场并网会造成电网电压波动，通过控制双馈式风电机组（Doubly-Fed Induction Generator，DFIG）及静止无功发生器（Static Var Generator，SVG）可以维持并网点 （Point of Common Coupling，PCC）的电压稳定，明显改善电压波动[1]。文献[2]为解决并网风电场无功电压调节易受风功率波动影响的问题，提出了基于分层模型预测控制的电压协调控制策略，有效抑制了PCC电压波动，但未考虑机组有功输出与无功输出的内在联系。文献[3]推导出DFIG无功输出极限关系式，然而当DFIG以其自身无功极限进行无功补偿时，将有可能因输出功率越限而脱网，从而导致电网电压波动。文献[4]为风电机组预留出无功裕度，分析了风电场无功裕度与其当前无功功率的关系，通过协调控制避免了无功越限的发生。文献[5]提出等裕度无功分配策略，有效防止了变流器电流越限发生跳机的现象，但未考虑无功调节过程中调节指令的低时效性问题。在预测算法方面，文献[6]提出了一种小波变换、支持向量机和粒子群的混合模型，但与传统交叉验证法相比，精度并没有提升太高。文献[7]提出了基于改进的经验小波变换和最小二乘支持向量机的混合预测模型，并通过鸟群算法对参数进行联合优化，提高了预测性能。上述研究对双馈式风电机组无功调节能力和风电场无功裕度的计算与应用进行了有益探索，但在利用风电机组无功调节能力进行电网电压调节时，都未将无功控制指令的时效性、风电功率的预测与实时校正、风电机组出口电压的波动性考虑在内。……