基于SVG的风电场接入局域电网的电压稳定性分析
2 SVG的模型和控制
2. 1 SVG的数学模型
图2所示是SVG接入系统的单相等效电路图。图2中，系统用戴维南等效电路表示，R、L分别为连接电抗器的等效电阻和电感，C为直流电容，RL+jXL为负载的等效阻抗，公共连接点电压用UPCC表示，其瞬时值为u。STATCOM逆变器输出电压用e表示，i为STATCOM逆变器输出电流，iL为负载电流。
式中，ed、eq为同步旋转坐标系中STATCOM逆变器输出电压的d、q分量，id、iq为逆变器输出电流的d、q分量。派克变换矩阵为：
式中，ω为电网电压角频率。
方程(9)表明id和iq有很强的耦合性。为了使变量线性化，id和iq必须解耦，所以ud和uq可表示为：
由于id和iq能够被ufd和ufq独立控制，STATCOM输出的有功和尢功功率也能够被独立控制。
2．2 SVG的控制策略
图3给出了引入同步坐标变换后的电流控制策略。这种控制方法中，由于其参考值idref、iqref和反馈值id、iq在同步坐标系下稳态时均为直流信号，因此通过PI调节器可以实现无静差的电流跟踪控制。另外，由于在动态补偿时，补偿电流的时变性和系统存在各种损耗的影响，直流侧电容电压将会产生一定的波动而使系统无法正常工作。因此，必须使装置与电网进行有功交换，控制直流侧电容电压在其正常范围之内。图3中所示的直接电流控制方法中还采用了直流侧电容电压的闭环控制，即将直流侧电压UDC与参考值UDCref比较后经PI调节器形成有功电流指令信号。接入点电压的参考信号UPCCref与采样值UPCC的差值经过一个PI调节器可构成交流电压的外环，用于稳定接入点电压。
2．3 SVG的安装地点
由于，在SVG所连接的母线处，系统能够提供有效的电压支持，因此，SVG被放置在离负载母线尽可能近的位置有许多有利因素。第一是无功功率支持的安装地点应当离需要被支持的点尽可能地近。第二，在研究测试系统中，在负载母线处安装SVG更加适合，电压变化的效果在这点处最大。
3 测试系统和仿真结果
3. 1 测试系统
使用的测试系统是一个单线图，如图4所示。配电网由一个电压等级为110 kV、50Hz的电网构成。基于双馈感应发电机的风电场，它由六台双馈机组成，容量为1．5MW(总共9MW)，每一台双馈机部带有保护系统，用来监测电压、电流、机械速度以及直流电压。风速为8m／s。研究的目的是强迫双馈感应发电机和SVG响应所发生的故障。SVG提供10 MVA的无功功率动态补偿在公共连接点处。
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