UPFC在风电系统中的阻尼优化与仿真研究

本文主要探讨了在风电并网容量大幅增加对电力系统阻尼特性造成显著影响的背景下，如何利用统一潮流控制器（UPFC）来改善这一问题。UPFC作为一种先进的灵活交流输电系统（FACTS）设备，因其强大的潮流控制和电压控制能力，被选作研究对象。 首先，文章构建了一个包含UPFC的风电并网系统数学模型，目的是为了精确模拟风电接入电力系统后的行为。作者设计了一种附加功率振荡阻尼控制器，该控制器旨在针对性地增强系统的阻尼性能，减少因风电接入引起的动态不稳定性。 以IEEE 2区域4机系统为例，研究者从两个方面进行了深入分析：特征根分析和动态时域仿真。特征根分析通过计算系统的动力学方程的特征值，揭示了UPFC对系统稳定性的影响，特别是在高联络线传输功率下的阻尼效果。而动态时域仿真则通过实际运行情况展示了UPFC在处理风电引起的振荡和小干扰稳定性方面的实际表现。 研究表明，通过UPFC的介入，电力系统的阻尼特性得到了显著改善，使得即使在风电渗透率较高的情况下，系统也能保持稳定运行，降低了次同步谐振的风险，提高了风电场的出力极限，并能有效调整潮流分布，确保电网的经济性和稳定性。此外，文章还强调了在系统故障时UPFC的潜在作用，它能够通过灵活的控制策略，提高电力系统的故障应对能力。 本文的工作对于理解和优化含风电电力系统的运行特性，以及提高风电并网的稳定性具有重要的理论和实践价值，为未来在大规模风电接入电力系统中应用UPFC提供了有力的技术支持。