Abstract
If a wind farm is weakly connected to a power grid, then the voltage of the connection point fluctuates frequently due to the changeable wind speed. The active and reactive power of a doubly-fed induction generator (DFIG) can be decoupling controlled and the grid-side converter (GSC) of a DFIG can also generate some reactive power by adjusting the power factor, thus a DFIG can be considered as a reactive power resource to stabilize the voltage of the connection bus. Based on the power relationship of a DFIG, the up and down reactive power limitations of DFIG stator and GSC are analyzed. Then a reactive power control strategy of a DFIG wind farm is proposed, in which, a certain number of DFIGs are selected to support reactive power to the power grid when the voltage of the connection point drops. The control strategy aims at bringing the reactive power capability of DFIG into play and cutting down the investments in the reactive power compensation devices which are used less. The simulation model of a grid-connected DFIG wind farm is developed on the PSCAD/EMTDC platform, and the simulation results demonstrate the effectiveness of the control strategy proposed
چکیده
اگر یک مزرعه بادی بطور ضعیفی به شبکه وصل شود آنگاه بخاطر تغییرپذیری سرعت باد٬ ولتاژ نقطه اتصال بطورمکرر تغییر میکند. توان اکتیو و راکتیو ژنراتور القایی دو سو تغذیه(DFIG) را میتوان بطور جداگانه کنترل کرد وهمچنین کانورتر سمت شبکه(GSC) یک DFIG میتواند با تنظیم ضریب قدرت مقداری توان راکتیو تولید کند. بدین صورت DFIG را میتوان بعنوان یک منبع تولید کننده توان راکتیو برای پایداری ولتاژ باس اتصال در نظر گرفت. براساس رابطه توانDFIG ٬حد بالا وپایین توان راکتیو استاتور DFIG و GSC تحلیل میشوند.سپس یک استراتژی برای کنترل توان راکتیو مزارع بادی پیشنهاد میشود که در آن تعدادی از DFIG ها برای تامین توان راکتیو شبکه قدرت زمانی که ولتاژ نقطه اتصال کاهش پیدا میکند انتخاب میشوند.هدف از استراتژی کنترل توان راکتیو٬ استفاده از توانایی DFIG در تولید توان راکتیو و کاهش سرمایه گذاری های مربوط به ادوات تزریق توان راکتیو که کمتر مورد استفاده قرار میگیرند است.مدل شبیه سازی DFIG مزرعه بادی متصل شده به شبکه در سکو PSCAD/EMTDC توسعه داده میشود. نتایج شبیه سازی موثر بودن استراتژی کنترلی پیشنهاد داده شده را تایید میکنند.
1-مقدمه
تعداد مزارع بادی که به شبکه قدرت متصل میشوند روز به زور بیشتر میشود. بدلیل اینکه اکثر مزارع بادی در مناطق دور یا در دریا قرار دارند خطوط انتقال طولانی برای اتصال آنها به شبکه مورد نیاز است.توان اکتیو مزارع بادی بدلیل تناوبی بودن سرعت باد متغییر است که این موضوع یک تهدید برای پایداری ولتاژ شبکه قدرت محلی است.توان راکتیو برای حفظ ولتاژ٬ زمانی که ولتاژ کاهش می یابد مورد نیاز است.از آنجایی که یک مزرعه بادی از تعداد زیادی توربین بادی تشکیل شده است عملکرد و کنترل توربین های بادی تاثیر زیادی بر روی پایداری ولتاژ شبکه قدرت محلی دارد.DFIG بخاطر مزایای که دارد بطور گسترده در مزارع بادی استفاده میشود که یکی از این مزایا کنترل جداگانه توان اکتیو و راکتیو است[1]. علاوه براین استاتور وکانورتر سمت شبکه (GSC) یک DFIG میتواند توان راکتیو به شبکه تزریق کنند که به حفظ نوسان های ولتاژکمک میکند[2],[3].
همانطوری که قبلا ذکر شد ولتاژ یک شبکه قدرت که بصورت ضعیفی به مزرعه بادی متصل شده است معمولا ناپایدار است. بنابراین استفاده از توان راکتیو DFIG جبران سازی را هر چه بیشتر انعطاف پذیر میکند...