风力发电在带来清洁能源的同时,还具有间歇性和随机性,这些特性会对电力系统带来一些负面影响。同时,风电场在向系统输送有功功率的同时可能吸收大量的无功功率,由于无功功率与电压稳定性的强相关性,使得大型风电场的接入将对电网电压的稳定性产生一定的影响。本文从双馈感应发电机数学模型出发,分析了转子侧变流器与网侧变流器的解耦控制原理,在DIgSILENT/PowerFactory中建立了双馈感应发电机组模型,为探讨风电场无功电压控制问题奠定了基础。提出了一种基于配电网无功优化的风电场群协调控制策略:以超短期风电功率预测为前提、以风电并网区域最小网损为控制目标、以节点电压和无功功率范围为约束条件、以各风电场的无功调节为控制手段,进行最优潮流计算整定各风电场的无功功率调节量,风电场中各风电机组再按照等功率因数原则分配无功功率。算例仿真表明该控制策略对降低区域电网的网损有明显的作用。上述控制策略仅适用于风电场正常运行状态,电压跌落时为了提高风电场的暂态电压稳定性和风电机组的低电压穿越能力,采用了低电压运行控制策略。该控制策略由电压支持控制、转子短路保护和无功功率泵升控制组成。算例仿真表明采用的低电压运行控制策略能有效提高风电机组低电压穿越的能力。研发了以DIgSILENT/PowerFactory为引擎的风电并网在线预警系统,该系统能预测风电并网区域主要监测节点电压以及线路潮流趋势并作出安全评估。实际运行结果表明该系统实现了风电并网在线预警的功能,对大型风电场的调度管理及电网安全运行具有重要意义。