【學術】面向集電系統電壓調節的風電場無功電壓控制策略

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