Characteristics Analysis and Suppression Strategy of Voltage Unbalance in Areas with Integration of Wind Power

Hui LIU; Can CHEN; Yuntao JU; Linlin WU

doi:10.7500/AEPS20200702001

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Characteristics Analysis and Suppression Strategy of Voltage Unbalance in Areas with Integration of Wind Power

Application Research | 更新时间：2025-06-16

- Characteristics Analysis and Suppression Strategy of Voltage Unbalance in Areas with Integration of Wind Power
- Automation of Electric Power Systems Vol. 45, Issue 14, Pages: 132-139(2021)
- 作者机构：
  
  1.国网冀北电力有限公司电力科学研究院（华北电力科学研究院有限责任公司），北京市 100045
  2.风光储并网运行技术国家电网公司重点实验室，北京市 100045
  3.中国农业大学信息与电气工程学院，北京市 100083
- 作者简介：
- 基金信息：
  
  National Key R&D Program of China;State Grid Corporation of China
- DOI：10.7500/AEPS20200702001
  CLC：
- Received：02 July 2020，
  
  Revised：2020-11-16，
  
  Published Online：31 December 2020，
  
  Published：25 July 2021
- 稿件说明：
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刘辉,陈璨,巨云涛等.风电汇集地区电压不平衡特性分析及抑制策略[J].电力系统自动化,2021,45(14):132-139.

LIU Hui,CHEN Can,JU Yuntao,et al.Characteristics Analysis and Suppression Strategy of Voltage Unbalance in Areas with Integration of Wind Power[J].Automation of Electric Power Systems,2021,45(14):132-139.
刘辉,陈璨,巨云涛等.风电汇集地区电压不平衡特性分析及抑制策略[J].电力系统自动化,2021,45(14):132-139. DOI： 10.7500/AEPS20200702001.

LIU Hui,CHEN Can,JU Yuntao,et al.Characteristics Analysis and Suppression Strategy of Voltage Unbalance in Areas with Integration of Wind Power[J].Automation of Electric Power Systems,2021,45(14):132-139. DOI： 10.7500/AEPS20200702001.

摘要

中国风电多采用“大规模集中开发，远距离传输”的模式，风电汇集地区常无本地负荷，在大规模风电汇集地区常出现三相电压不平衡现象，严重时会造成风机脱网，威胁到电力系统的安全稳定运行。针对这一问题，提出了风电汇集地区电压不平衡机理及抑制策略。首先，基于实测数据提取风电汇集地区电压不平衡现象的关键技术特征；其次，构建风电汇集地区等效电路模型，考虑风电汇集地区静态电压稳定极限及不换位输电线路三相阻抗参数不平衡等因素，提出电压不平衡度的估算方法；最后，以汇集站负序电压最小为目标，提出风电汇集地区三相无功优化模型，通过动态无功补偿装置分相调节实现风电汇集地区负序电压抑制。以实际风电汇集系统为例，通过仿真分析验证了机理分析和抑制策略的有效性。

Abstract

The wind power in China mostly adopts the mode of concentrated development in large-scale and long-distance transmission and there are often no local loads in the wind power integrated areas. Therefore

three-phase voltage unbalance frequently occurs in the areas with large-scale integration of wind power

which can cause wind turbines to disconnect from the grid in severe cases

threatening the safe and stable operation of the power system. In response to this problem

the voltage unbalance mechanism and suppression strategy in the areas with integration of wind power are proposed. Firstly

key features of voltage unbalance phenomenon in the areas with integration of wind power are extracted based on the actual data. Secondly

the equivalent circuit model is constructed in the areas with integration of wind power. Considering the static voltage stability limit and unbalanced three-phase impedance of untransposed transmission line

a method for estimating the voltage unbalance factor (VUF) is proposed. Finally

with the objective of minimizing the negative sequence voltage of the integrated substation

a three-phase reactive power optimization model for the areas with integration of wind power is proposed

and the negative-sequence voltage suppression in the areas with integration of wind power is achieved through adjustment of the dynamic reactive power compensation device to each phase. Taking the actual wind power integration system as an example

simulation analysis verifies the effectiveness of the mechanism analysis and suppression strategies.

关键词

Keywords

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