2011年我國(不含港、澳、臺)新增風(fēng)電裝機(jī)容量17.63GW,累計(jì)裝機(jī)容量62.36GW,繼續(xù)保持全球風(fēng)電裝機(jī)容量第一的地位。至2011年年底,中國有30個(gè)省、市、自治區(qū)(不含港、澳、臺)有了自己的風(fēng)電場,風(fēng)電累計(jì)裝機(jī)超過1GW的省份超過10個(gè),其中超過2GW的省份9個(gè)。到2015年,風(fēng)電裝機(jī)將達(dá)到100GW[1]。
隨著風(fēng)電裝機(jī)容量在電力系統(tǒng)中的占比越來越大,風(fēng)電波動性給電網(wǎng)安全運(yùn)行帶來了新挑戰(zhàn)[2,3]。
為降低風(fēng)電接入對電網(wǎng)造成的不利影響,電網(wǎng)制定若干風(fēng)電并網(wǎng)導(dǎo)則,其中要求風(fēng)電場配置無功控制系統(tǒng)使之能夠參與電網(wǎng)無功調(diào)節(jié)[4],改善并網(wǎng)點(diǎn)電壓水平。
風(fēng)電機(jī)組脫網(wǎng)事件分析[5-7]表明:電網(wǎng)電壓跌落擾動容易誘發(fā)機(jī)組脫網(wǎng),尤其是重載工況下,輕微電壓跌落如跌落0.1(pu)都可誘發(fā)機(jī)組脫網(wǎng)[8]。而大規(guī)模風(fēng)電場中,風(fēng)能分布的時(shí)空差異性導(dǎo)致風(fēng)電機(jī)組運(yùn)行狀態(tài)分散,如某49.5MW(58×850kW)風(fēng)電場,機(jī)組間端電壓的最大偏差達(dá)0.07(pu)[9],接近可誘發(fā)機(jī)組脫網(wǎng)的電壓跌落幅度。因此,降低風(fēng)電機(jī)組端電壓差異,提高風(fēng)電場整體電壓水平是提高風(fēng)電機(jī)組/場聯(lián)網(wǎng)運(yùn)行安全性的重要途徑。
雙饋感應(yīng)風(fēng)電機(jī)組具有一定的無功調(diào)控能力。但由于機(jī)組往往以單位功率因數(shù)運(yùn)行,機(jī)組無功調(diào)控潛能未被利用,并且由于風(fēng)能的低功率密度特性,大部分時(shí)間風(fēng)電機(jī)組均處于輕載狀態(tài),風(fēng)電機(jī)組無功調(diào)控潛能很大。
目前國內(nèi)外學(xué)者針對風(fēng)電機(jī)組參與風(fēng)電場無功調(diào)控開展了大量研究。文獻(xiàn)[10]提出了一種降低永磁直驅(qū)風(fēng)電機(jī)組有功出力來增加其無功出力的風(fēng)電場無功電壓控制策略,其中各機(jī)組無功輸出按其有功輸出占比來分?jǐn)偂?/div>