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随着地球环境的不断恶化,以及汽油、天然气等能源的不断枯竭,清洁的可再生能源开始走上人类历史的舞台。风电正是这一类能源的典型代表。目前,风力发电正向着产业化以及规模化发展,其发电量在电网中所占比例越来越重。但由于风电发展时间短,仍还有许多问题有待优化、解决。比如大量风电场接入高压电网后,风电会对电网的安全稳定、调度运行等诸多方面带来影响,这严重制约了风电的发电规模、限制了风电的使用条件。本文围绕着风电接入电网后的无功补偿及功角稳定性问题进行深入研究,研究成果如下：1.为满足风电场故障后风电场向电网快速、连续的输送无功功率,采用无功补偿装置SVC以及STATCOM代替传统的投切电容组。建立了风力发电机组、SVC以及STATCOM的数学模型,提出双馈风电机组控制系统与SVC、STATCOM控制系统的控制策略。利用电力仿真软件PSCAD对风电并网模型及控制系统进行仿真实验。仿真中分别使用异步发电机和双馈发电机进行并网,然后对这两种发电机加装SVC或STATCOM进行无功输出比较。仿真结果表明,STATCOM无功补偿效果更好。2.对风电场电压跌落后的无功补偿和转子过流问题进行深入研究,提出基于crowbar电路的控制策略。在电压穿越时双馈电机将由无功源变成无功负荷,加剧电网无功负担。因此把无功补偿器STATCOM运用到风电场中,并根据其数学模型提出相应的控制策略,以平衡电网无功。然后针对crowbar电路对转子电流的影响进行分析,得出转子电流与转子侧电阻的数学表达式。最后运用STATCOM和crowbar及其相应的控制策略进行仿真验证。仿真结果表明,在电网电压跌落后,STATCOM的控制策略能使风电系统持续向电网输送无功,以维持电网电压的稳定。而crowbar电路适时的切入与切除使转子电流迅速衰减,使风机持续挂网运行。3.建立了双馈感应发电机的风电机组模型,并在将模型线性化的基础上,运用特征值分析法对简单风电系统的小干扰稳定性进行了分析。结果表明,文中所建立的风力发电机组存在振荡模式和衰减模式,并且对应的低频振荡模式都具有可接受的阻尼比。由此可得文中所建立的风力发电机组为小干扰稳定的。