STATCOM在抑制并网风机电压闪变中的应用

1、第9卷第6期无锡职业技术学院学报Vol19No162010年12月JOURNALOFWUXIINSTITUTEOFTECHNOLOGYDec12010STATCOM在抑制并网风机电压闪变中的应用朱必刚(无锡职业技术学院机电技术学院,江苏无锡214121)摘要:分析了静止同步补偿器的工作原理,建立其动态数学模型,通过MAT2LAB/SIMULINK平台对其进行仿真分析,验证了STATCOM。关键词:风电机组;电压闪变;STATCOM;中图分类号:TM71:()06-0049-03TheAnalysisaethodofMitigatingtheVoltageFlickeronthePointofG

2、ridConnectedWindGenerationSystemZHUBigang(SchoolofMechatronicTechnology,WuxiInstituteofTechnology,Wuxi214121,China)Abstract:ThepaperanalysesthebasicprincipleofSTATCOM,createsthedynamicmathematicalmodelandusesthecontrolmethodbasedontheindirectlycontrolforthereactivecurrent.Bymeansoftheplat2formofMATL

3、AB/SIMULINK,itisprovedthatthemethodofmitigatingthevoltageflickeronthepointofgridconnectedwindgenerationsystembytheusingofSTATCOMisavailable.Keywords:windgenerationsystem;voltageflicker;staticcompensator;reactivecurrentcompensation大型风电机组并网后,由于风况、风电机组类型、电网状况等因素引起的电压闪变,严重影响了电网的电能质量。近年来,关于电能质量的问题引起了广泛关注

4、。电能质量主要指标包括电压波动与闪变、暂时过电压和瞬态过电压、电压偏差、频率偏差、公用电网谐波和三相电压不平衡度。电压闪变是由电压波动引起的,而电网电压的波动主要是无功功率的波动。静止同步补偿器(STATCOM)是目前用于电力系统中较好的无功补偿装置,是柔性交流输电系统(FACTS)核心装置和核心技术之一。它在电力系统中的作用是进行无功补偿,维持节点电压为给定值,提高系统电压稳定性,改善系统稳态和动态性能。文献1描述了STATCOM的补偿性能,并用12脉冲的STATCOM和RLC滤波器解决了收稿日期:2009-12-23STATCOM接入所带来谐波问题。文献2描述了一个48脉冲GTO模型电压源

5、逆变器STAT2COM用于电网无功功率补偿和稳定电网电压。文献3描述了将STATCOM用于风场稳定电压和提高系统穿越故障的能力。针对STATCOM的控制方法,国内外近些年也做了大量的相关研究。但是到目前为止,除了电流控制方式外,应用在实际工程上的新控制算法还很少。在本文的研究过程中,我们采用无功电流间接控制的方法,分析了STATCOM的工作原理,建立了STATCOM的动态数学模型,并在并网风电系统中对其进行了仿真,对仿真结果进行了分析。1风电机组输出功率波动分析文献5描述了风电机组输出功率的波动来作者简介:朱必刚(1979),男,湖北咸宁人,讲师,研究方向:风力发电控制系统研究。©

6、1994-2012 China Academic Journal Electronic Publishing House. All rights reserved. 50无锡职业技术学院学报第9卷源于风速的变化、塔影效应、风剪切作用以及叶片重力偏差等因素的影响。风况对于风电机组引起的电压波动和闪变具有直接影响,特别是湍流强度和平均风速。风电机组所接入电网的电网结构对其产生的电压波动和闪变也有较大影响。比如公共连接点的短路比和电网线路的X/R比。公共连接点的短路比越大,电压波动和闪变就越小。研究表明,并网风电机组引起的电压波动和闪变与线路X/R比呈非线性关系,当对应的阻抗角为60°70

7、°时,电压波动和闪变将最小。塔筒前的叶片上的风能密度相对较低,造成输出功率低,因而也是原因之一。另外,功率的波动。感性无功功率的计算公式为:23Us(1)Q=sin22R当<0时,STATCOM工作于电容方式,从系统吸收容性无功功率,为系统提供无功支撑;当>0时,STATCOM工作于电感方式,从系统吸收感性无功功率;当=0时,STATCOM与系统不交换能量。在实际研究过程中,入,输出的建模方法来2STATCOM仅考虑基波频率,把STATCOM看成一个幅值和相位均可控制的与电网同频率的交流电压源。我们记STATCOM交流侧输出电压为Ul,STAT2COM接入电网点处系统电压

8、为Us,为Ul和Us之间的相位差,通过调节Ul的幅值和,就可以改变电流I的相位和幅值,从而可以调节STATCOM从电网吸收的无功功率。以系统电压Us滞后交流侧电压Ul为正,STATCOM从系统吸收容性或LLLdi(t)dtdi(t)dtdic(t)dt图1STATCOM装置原理图Fig.1STATCOMdeviceprinciplediagram如图1所示,我们作如下假设:把装置中各种损耗用等效电阻R表示,变压器电感及线路电感等用等效电感L表示;忽略逆变器交流侧的谐波分量。根据以上假设,我们可以得出STATCOM三相坐标系下的数学模型:)-2Ussint-Ria(t)=KUdcsin(t-/3

9、-)-2Ussin(t-2/3)-Rib(t)=KUdcsin(t-2(2)/3-)-Ussin(t-2/3)-Ric(t)=KUdcsin(t+2dUdc(t)+ib(t)sin(t-2/3-)+ic(t)sin(t+2/3-)=ia(t)sin(t-dtC其中,C为STATCOM直流侧电容值。为便于分析,常利用经典Park变换,将时变微tcost-sin1/2L分方程变换为常系数微分方程。Park变换矩阵为:/3)cos(t+2/3)-sin(t+21/2sinLcosL(3)C=3/3)cos(t-2/3)-sin(t-21/2对数学模型(2)进行Park变换得到三相三线制系统STATC

10、OM在坐标系下的数学模型为:-idiqdU-L-idiqU0+L=-Us0(4)cossin2C2C© 1994-2012 China Academic Journal Electronic Publishing House. All rights reserved. 第6期朱必刚:STATCOM在抑制并网风机电压闪变中的应用513STATCOM的控制策略从方程(1)可以发现,改变控制量角,可以控制STATCOM产生无功功率的大小和性质。从数学模型(4)可以发现,通过控制,可以控制STAT2COM输出的三相电流的大小和性质。所以STATCOM的控制策略就集中到对的控制方法4MATLA

11、B仿真本文应用MATLAB/SIMULINK平台对STATCOM在风电场中的应用进行建模仿真。STATCOM在风电场中投入使用的整体模型如图3所示。总装机容量为9MW的风电场由三对单上。本文采用电流间接控制方法,采用的STAT2COM控制系统原理图如图2所示。无功电流参考值Iqref由系统电压与参考电压参考值比较后经PI调节得到,Iq由STATCOM输出的无功电流产生,反馈回来与比较,经PICOM,使STA无功电流值动态变化机容量为1.5MW的风力机组成。风机采用鼠笼式感应电机(IG),输出通过25kV分布式系统接到120kV电网。工频采用z。在15s到15.1s。5风场出口有。通过对比上面的

12、波形图发现,接入STATCOM可以迅速补偿系统所需的无功功率,稳定公共点电压,抑制电压闪变。图2STATCOM控制系统原理图Fig.2STATCOMControlsystemdiagram图3STATCOM投入风电场使用模型Fig.3ThemodelofSTATCOMinstalledattheexportofwindgenerationsystem图4接入STATCOM风场出口有功功率值Fig.4ActivepowervalueofSTATCOMinstalledattheexportofwindgenerationsystem图5接入STATCOM风场出口无功功率值Fig.5Reactiv

13、epowervalueofSTATCOMinstalledattheexportofwindgenerationsystem5总结本文STATCOM采用无功电流间接控制的方法,建立了数学模型,并将其应用在并网风电系统中,通过MATLAB仿真表明,它能及时补偿系统所需无功功率,稳定公共点电压,抑制电压闪变。(下转第89页)© 1994-2012 China Academic Journal Electronic Publishing House. All rights reserved. 第6期叶晓霖:企业品牌竞争力研究89争力的强度分为很强、较强、一般和差4个等级,但3是很难界定每个

14、等级的标准。基于品牌竞争力的特点,本文认为品牌竞争力的评价应以综合运用模糊综合评价法为主要方法,其他方法为辅。4品牌竞争力的提升策略提升品牌竞争力的策略有很多种,但是如何让优秀的企业的优秀的产品走向市场,如何构建品牌的知名度,如何提高顾客的忠诚度才是最重要的。4.1提高品牌品质的认知度品质认知度可以减少顾客选择产品和品牌时的不确定性,口碑效应比品牌的自说自话有很强的说服效果。品质认知度不高的品牌是不可能引发“口碑效应”的。其具体可以从产品的信息设计、广告、专家证言、品牌故事和企业文化等方面入手,进而提高品牌品质的认知度。4.2注重品牌联想和品牌个性品牌联想是品牌的一项重要资产。美好、积极的品牌

15、联想意味着品牌被接受程度高、受到顾客的认可与喜爱、有竞争力和成功。品牌联想不仅是引发和增进顾客记忆的关键,而且还是品牌个性化的源泉。品牌在市场上要有竞争力,就需要体现其差异性,这种差异性的长期积累便形成品牌个性。品参考文献:牌个性的重要性在于它通常是一个可持续的差异化点。在任何情况下,成功的品牌个性在该产品类别中都是独特的。品牌个性不仅有助于企业形成可持续竞争优势,还可以帮助企业深入顾客对于品牌的感知和态度。4.3构建品牌知名度和品牌忠诚度品牌知名度有助于将顾客对品牌的熟悉感觉过渡为对品牌的好感。品牌知名度可以被顾客看。品牌知名度还,越往上发展对品牌传播的挑战越大。要构建品牌知名度,就要依靠各

16、种传播工具的综合应用来传播品牌信息,使品牌信息到达一定的广度并在顾客的记忆中有一定深度。顾客忠诚是顾客对品牌感情的量度,反映出一个顾客转向另一个品牌的可能程度,尤其是当该品牌在价格和产品特征上有变动时。顾客忠诚源于他们对于品牌所代表的产品或服务的满意度。顾客满意与否实际上取决于顾客的事前预期与实际获得之间的比较。因此,不断地为顾客提供出乎意料的服务会使顾客对该品牌产生热情,进而对该品牌产生忠诚度。由于顾客的需求是不断的变化的,这就要求企业不断响应顾客需求,提供更新、更完善的服务。1美凯文莱恩凯勒.战略品牌管理M.北京:中国人民大学出版社,2009:3-42美菲利普科特勒.营梢管理一分析、计划、

17、执行和控制M.上海:上海人民出版社,2000:415-4163余明阳,罗文军.品牌竞争力M.武汉:武汉大学出版社,2008:144-145(上接第51页)参考文献:1MahmoodJoorabian,DavarMirabbasi,AlirezaSina.VoltageflickercompensationusingSTATCOMC.IndustrialElectronicsandApplications,2009.ICIEA43rdInternational1-4Sept.2008:1-53WeiQiao,Harley,R.G.PowerQualityandDynamicPerformanceImprovementofWindFarmsUsingaSTATCOMC.PowerElectronicsSpecialistsCon2ference,2007.PESC2007.IEEE17-21June2007:2009.4thIEEEConferenceon25-27May2009:2273-22782Livani,H.;Rouhi,J.;Karimi-Davijani,H.Volt2agestabilizationandreactivecompensation