动态无功补偿设备支撑高比例新能源系统电压稳定能力分析

doi:10.3969/j.issn.1008-0198.2024.04.004

湖南电力 ›› 2024, Vol. 44 ›› Issue (4): 27-33.doi: 10.3969/j.issn.1008-0198.2024.04.004

• 特约专栏：新能源发电与储能技术 • 上一篇下一篇

动态无功补偿设备支撑高比例新能源系统电压稳定能力分析

张睿琪^1,2, 李梦骄^1,2, 杨洪明³, 赵建³, 徐求飞³, 张仕杰³

1.国网湖南省电力有限公司经济技术研究院,湖南长沙 410007;
2.能源互联网供需运营湖南省重点实验室,湖南长沙 410007;
3.长沙理工大学电气与信息工程学院,湖南长沙 410114

收稿日期:2024-03-26 出版日期:2024-08-25 发布日期:2024-09-09
通信作者: 赵建(2001),男,硕士研究生,主要研究方向为电网无功电压的控制。
作者简介:张睿琪(1995),女,工程师,从事电网规划、电网运行分析工作。李梦骄(1988),男,高级工程师,从事电网规划、电网运行分析工作。
基金资助:
国网湖南省电力有限公司科技项目(5216A2220012);湖南省科技创新平台与人才计划(2019TP1053)

Analysis of Voltage Stability Capability of Dynamic Reactive Power Compensation Devices Supporting High Proportional New Energy Systems

ZHANG Ruiqi^1,2, LI Mengjiao^1,2, YANG Hongming³, ZHAO Jian³, XU Qiufei³, ZHANG Shijie³

1. State Grid Hunan Electric Power Company Limited Economic and Technological Research Institute, Changsha 410007, China;
2. Hunan Key Laboratory of Energy Internet Supply-demand and Operation, Changsha 410007, China;
3. School of Electrical and Information Engineering, Changsha University of Science and Technology, Changsha 410114, China

Received:2024-03-26 Online:2024-08-25 Published:2024-09-09

摘要/Abstract

摘要： 针对高比例新能源接入区域的电压稳定性问题,结合新能源出力间隙性和新能源机组暂态无功电压调节能力弱等特征,从新能源渗透率和新能源接入点电网强度分析高比例新能源接入区域的电压失稳影响机理,阐述SVC、SVG、调相机、分布式调相机动态无功设备输出特性,对比分析高比例新能源场景下4种无功补偿设备的支撑能力。以湘南新能源接入区域为研究场景,分析同一新能源渗透率和不同新能源渗透率故障工况算例下无功补偿设备的支撑效果,验证所提观点的正确性。

关键词: 高比例新能源, 动态无功补偿设备, 电压稳定, 无功支撑能力

Abstract: In response to the voltage stability issue in high proportion new energy access areas, the characteristics of new energy output gap and weak transient reactive voltage regulation ability of new energy units are first considered. Starting from the penetration rate of new energy and the power grid strength of new energy access points, and the mechanism of voltage instability in high proportion new energy access areas is revealed. Then, the dynamic reactive power output characteristics of SVC, SVG, phase-shifting camera, and distributed phase-shifting camera are elaborated, and the support capabilities of four types of reactive power compensation devices in high proportion new energy scenarios are compared and analyzed. Distributed phase-shifting cameras have more advantages in supporting reactive voltage and suppressing overvoltage/undervoltage in new energy stations. Finally, taking the Xiangnan new energy access area as the research scenario, the support effect of reactive power compensation equipment under fault conditions with the same new energy penetration rate and different new energy penetration rates is analyzed to verify the correctness of the proposed viewpoint.

Key words: high proportion of new energy, dynamic reactive power compensation equipment, voltage stability, reactive support capacity

中图分类号:

TM714.3

张睿琪, 李梦骄, 杨洪明, 赵建, 徐求飞, 张仕杰. 动态无功补偿设备支撑高比例新能源系统电压稳定能力分析[J]. 湖南电力, 2024, 44(4): 27-33.

ZHANG Ruiqi, LI Mengjiao, YANG Hongming, ZHAO Jian, XU Qiufei, ZHANG Shijie. Analysis of Voltage Stability Capability of Dynamic Reactive Power Compensation Devices Supporting High Proportional New Energy Systems[J]. Hunan Electric Power, 2024, 44(4): 27-33.

参考文献

[1] 汪宁渤, 马明, 强同波, 等. 高比例新能源电力系统的发展机遇、挑战及对策[J]. 中国电力, 2018, 51(1): 29-35,50.
[2] 康重庆, 姚良忠. 高比例可再生能源电力系统的关键科学问题与理论研究框架[J]. 电力系统自动化, 2017, 41(9):2-11.
[3] 袁小明, 程时杰, 胡家兵. 电力电子化电力系统多尺度电压功角动态稳定问题[J]. 中国电机工程学报, 2016,36(19):5145-5154,5395.
[4] 陈博, 王亮, 张冰, 等. 特高压交直流混联新能源高比例渗透背景下受端电网电压稳定问题探讨[J]. 山东电力技术, 2020, 47(6): 36-40.
[5] 毛安家, 马静, 蒯圣宇, 等. 高比例新能源替代常规电源后系统暂态稳定与电压稳定的演化机理[J]. 中国电机工程学报, 2020, 40(9): 2745-2756.
[6] 齐金山, 姚良忠, 廖思阳, 等. 高比例新能源电力系统静态电压稳定裕度在线概率评估 [J]. 电力系统保护与控制, 2023, 51(5):47-57.
[7] XIA S W,XIAO L,CHAN K W,et al.Probabilistic transient stability constrained optimal power flow for power systems with multiple correlated uncertain wind generations[J]. IEEE Transactions on Sustainable Energy,2016, 7(3):1133-1144.
[8] XU X Y,YAN Z,SHAHIDEHPOUR M, et al. Power system voltage stability evaluation considering renewable energy with correlated variabilities[J]. IEEE Transactions on Power Systems, 2018, 33(3): 3236-3245.
[9] 刘运鑫, 姚良忠, 廖思阳, 等. 光伏渗透率对电力系统静态电压稳定性影响研究[J]. 中国电机工程学报, 2022, 42(15): 5484-5497.
[10] 邱威, 贺静波, 于钊, 等. 特高压直流馈入湖南电网的暂态电压稳定分析[J]. 电力自动化设备, 2019, 39(10):168-173.
[11] 杨丹, 党杰, 邱威, 等. 祁韶特高压直流投运后湖南电网电压稳定问题[J]. 电力科学与技术学报, 2020, 35(6):163-170.
[12] 葛怀畅, 王彬, 郭庆来, 等. 面向高比例可再生能源交直流混联电网的动态自动电压控制系统:设计与应用[J]. 中国电机工程学报, 2020,40(16):5170-5179.
[13] 王玎, 沈阳武, 邵筑, 等. 湖南电网新能源消纳关键影响因素量化分析[J]. 湖南电力, 2021, 41(2):65-69.
[14] 刘青, 廖诗武, 姚伟, 等. 计及并联电容器补偿的多馈入交直流系统改进有效短路比指标[J]. 电力系统保护与控制, 2017,45(8):7-15.
[15] 付伟, 刘天琪, 李兴源, 等. 静止无功补偿器运行特性分析和控制方法综述[J]. 电力系统保护与控制, 2014, 42(22): 147-154.
[16] 胡臻, 崔挺, 呙虎, 等. 考虑电网动态特性的无功补偿配置方案[J]. 电力系统及其自动化学报, 2019, 31(10): 45-51.
[17] 赵静波, 孟侠, 朱鑫要. 同步调相机对受端省级电网运行影响及控制策略研究[J]. 电力系统保护与控制, 2019, 47(20): 25-32.
[18] 张开宇, 崔勇, 庄侃沁, 等. 加装同步调相机对多直流馈入受端电网的影响分析[J]. 电力系统保护与控制, 2017, 45(22): 139-143.
[19] 田伟彤. 新能源汇集区域分布式调相机优化配置与控制的研究[D]. 济南:山东大学, 2023.
[20] 李锴, 邵德军, 徐友平, 等. 基于新一代调相机的多目标无功电压协调控制系统研究[J]. 电网技术, 2019,43(8):2961-2967.

动态无功补偿设备支撑高比例新能源系统电压稳定能力分析

Analysis of Voltage Stability Capability of Dynamic Reactive Power Compensation Devices Supporting High Proportional New Energy Systems

PDF (PC)

可视化

摘要/Abstract

引用本文

使用本文

参考文献

相关文章 2

编辑推荐

Metrics

本文评价

[1]	柳永妍, 甘王伟, 张岩, 肖佩, 崔挺, 呙虎. 特高压潇湘站500 kV母线分母运行对湖南电网影响分析[J]. 湖南电力, 2023, 43(2): 112-116.
[2]	李帅虎, 赵翔, 蒋昀宸. 基于粒子群优化算法支持向量回归预测法的大电网电压稳定在线评估方法[J]. 湖南电力, 2022, 42(5): 22-28.