除了风力发电装机容量以外，还包括有以下因素：
（1）地区负荷水平
负荷的变化对风电场接入后引起地区电网电压特性有着明显的作用。当地负荷水平越高，引起负荷电压越低，随着风电场输出功率的增大从而使负荷电压更进一步降低，致使风电机组机端电压恶化而解网，由于电压支撑不足而限制风电的输出。
（2）风电场接入点位置
在一定的负荷水平上，风电场以不同的位置接入配电网对地区电网电压特性的影响有很大差别。电网结构的紧密程度决定了该网络承受风电扰动的能力，风电场接入电网的距离越短，节点电压对功率变化的敏感度越大，承受风电功率扰动的能力也越差。
（3）风速变化情况
风速的变化对风力机组的有功输出影响显著，尤其对于普通异步风机，由于自身没有电压调节能力，对风速的敏感度尤其明显。目前学术界对风速的研究主要集中在阵风、随机风、渐变风等等。阵风速幅值变化较大，且含有较多随机分量，因此本文主要研究含有随机分量的阵风对电网电压的影响。
（4）风电机组类型以及风电场的无功补偿状况
变速恒频风电机组不但风力机具有良好的空气动力特性，而且通过变流器实现发电机有功、无功功率的解耦控制，使风电机组具有变速运行的特性；具有控制无功功率的能力，可以吸收或发出无功功率以及运行在单位功率因数下，所以获得了较好的电网连接特性。
恒速恒频风电机组直接与电网相连，而且其异步发电机的运行需要无功电源的支持，加重了电网的无功负担，成为限制风电场装机容量的主要障碍。因此，变速恒频风电机组在电压特性方面比恒速恒频风电机组占一定优势，在提高风电最大安装容量方面具有一定潜力。
采用具有无功补偿的风电机组，特别是动态的无功补偿装置不仅能够有效改善地区电网的电压特性，还可以降低风电场内部和网络的损耗。因此，风电机组的无功补偿状况对风电场的输出特性有很大影响，进而影响风电场的建设规模。安装动态无功补偿装置，可以提高风电系统的电能质量和稳定性，也能够有效提高风电场最大可接入的容量。
2.2.2.2 新能源接入引起的电压闪变
太阳能光伏发电站因为吸收持续稳定的太阳能，转换成电能储存或并网，所以一般不会引起电压闪变的现象。风力发电站的运行，却经常引起电压闪变。在风波动的情况下，风力机的速度变化引起缓慢的电压闪变及电流变化。在荧光灯中出现闪变时，说明这些闪变及电流变化已经大到可以被检测到了。随着风电场容量的增大，闪变问题越来越突出。闪变是电能质量的一项重要指标，是指经过灯－眼－脑环节反映人对灯光照度波动的主观视感。人对照度波动的觉察频率范围为0.05－0.35Hz，其中闪变敏感的频率范围约为6－12Hz。风力发电引起闪变的原因包括风力机组在持续运行时的功率波动、风力机组在切入风速时或在额定风速时的起动、风力机组的停机以及机组间的切换操作等。通常用来定量评估闪变严重程度的参数有两种:短期闪变值和长期闪变值。短时间闪变值的计算不仅要考虑电压波动造成的白炽灯照度变化，还要考虑到人的眼和脑对白炽灯照度波动的视感。长时间闪变值由短时间闪变值推出，反映长时间(若干小时)闪变强弱的量值[11]
2.3 新能源接入影响电网潮流
在电网接入适量新能源可以满足当地部分负荷，主网向该地区输送的功率降低，电压降落和网损都会有所减小。但是如果新能源特别是风电接入容量持续增长，电网建设可能成为风电装机进一步增长的瓶颈。在正常运行方式 N-1 或其他情况下，某些线路的潮流可能会越限，因此在某些情况下，不得不限制风电的出力，造成能源的浪费及经济上的损失。
此外，新能源接入还会对接入点短路电流、继电保护、等方面产生不利影响。
3 FACTS概述
3.1 FACTS的定义
FACTS(Flexible AC Transmission Systems)由美国电力科学研究院（EPRI）N.G.Hingorani博士首次提出[4]。FACTS指应用于交流输电系统的电力电子装置，是综合电力电子技术、微处理和微电子技术、通信技术和控制技术而形成的用于灵活快速控制交流输电的新技术。 3.2 FACTS产生的背景
电力输电系统已进入大系统、超高压远距离输电、跨区域联网的新阶段，社会经济的发展促使现代输电网的管理和运营模式发生变革，对其安全、稳定、高效、灵活运行控制的要求日益提高，从而急需发展新的调节手段，提高其可控性； 另一方面，控制理论、大功率电力电子、计算机信息处理等技术的蓬勃发展又为输电控制手段的改善和升级换代不断提供新的可能。在这种情形下，美国N. G. Hingorani博士首先较完整地提出了柔性交流输电系统（flexible AC transmission system，FACTS）的概念。FACTS自诞生始就受到各国电力科研院所、高等院校电力公司和制造厂家的重视，得到了广泛的研究和迅速的推广应用，成为电力工业近20年来发展最快和影响最广的新兴技术领域之一。目前已发明了近20种FACTS控制器，部分已经商业化并取得良好的成效，成为解决现代电网诸多挑战的重要手段之一。 3.3 FACTS的基本原理
FACTS以大功率可控硅部件组成的电力电子开关代替现有的机械开关，应用大功率、高性能的电力电子元件制成可控的有功或无功电源以及电网的一次设备等，以实现对输电系统的电压、阻抗、相位角、功率、潮流等的灵活控制，将原基本不可控的电网变得可以全面控制[5]。在不改变电力系统现有电网结构的情况下改变系统参数，从而大大提高电力系统的高度灵活性和安全稳定性，使得现有输电线路的输送能力大大提局。 3.4 FACTS的特点
FACTS的“柔性（flexible）”是指对电压电流的可控性；如装置与系统并联可以对系统电压和无功功率进行控制，装置与系统串联可以对电流和潮流进行控制；FACTS通过增加输电网络的传输容量，从而提高输电网络的价值，FACTS控制装置动作速度快，因而能够扩大输电网络的安全运行区域；像在直流输电系统中那样利用电力电子装置实现对输送功率的快速控制，以获得最大的安全裕度和最小的输电成本。灵活交流输电新技术是基于电力电子技术和控制技术对交流输电系统的阻抗、电压、相位实行灵活、快速调节的一种交流电技术，它是由电力电子器件及其控制器与电容电感无源元件组成的，具有如下特性:
（1）无机械磨损。由于采用电子式的开关操作，理论上可以无限次操作而没有机械磨损，这就大大提高了系统控制的灵活性。
（2）快速控制。FACTS具有快速的响应速度(毫秒级)，这一点对暂态稳定性的提高是至关重要的。这有利于阻尼系统振荡，提高电力系统的稳定性和可靠性。
（3）参数可调。被控系统参数既可以断续，也可以连续地调节。利用这一点可设计控制器以提高系统的阻尼，改善系统的动态稳定性。
（4）潮流优化。通过对FACTS设备的快速、平滑的调节，可方便、迅速地改变系统潮流分布。控制输电线路的阻抗及相位角，按照实时输电线路状况，提供交变的电力传输方案，优化电网潮流分布，合理安排有功功率传输通路。
（5）提高输电线路输送能力，使输电线路的输送功率接近导线发热极限[6]。 （6）减轻系统事故的影响，防止因某些线路过负荷而引发的连锁跳闸。 （7）稳定电压。根据输电线路负荷的轻重合理调整无功功率，控制输电线路电压保持在一定的技术要求范围内。 3.5 FACTS的分类
FACTS是一种技术，这种技术包含了电力电子学在输电领域除直流输电(HVDC)之外的所有应用。虽然FACTS控制器都具有提高输电线和电网可控性的共同功能，但其安装地点并不一定全在输电系统上，也可以安装在发电厂内或供配电系统中，但一定皆可兼用于提高输电系统的运行性能。故FACTS控制器可分为输电型、发电型和供电型。
柔性交流输电系统所涉及到的具体设备根据连接方式大致可以分为3类，并联型、串联型和综合型[8]。并联型的第一代装置是电容器和同步调相机，第二代产品是静止无功补偿器（SVC），这是目前应用比较多的产品，第三代产品是高压大功率SVG，是SVC 的升级产品。串联型则包括可控串联电容补偿器（TCSC）、同步串联补偿器（SSSC）等。综合型主要是综合潮流控制器（UPFC），即STATCOM和SSSC综合起来的一个装置。除此之外，FACTS技术应用于配电网还产生了所谓的DFACTS技术，也有人叫定制电力技术(Custom Power)，所用设备就是在配电领域所称的电能质量设备，包括上述设备和DVR、滤波器等。随着电力电子技术的飞速发展，新的高电压、大功率的电力电子器件不断出现，它为灵活交流输电技术的实现打下了坚实的基础。目前已成功应用的或正在开发研究的FACTS装置有十几种，如：
（1）静止无功补偿器（SVC）。典型代表是晶闸管投切的电容器(thyristor switched capacitor,TSC)和晶闸管控制的电抗器(thyristor controlled reactor,TCR)。SVC使用晶闸管来快速调整并联电抗器值及投切电容器组，并可兼有事故时的电压支持作用，维护电压水平，消除电压闪变、平息系统振荡等。可以静态或动态地使电压保持在一定范围内，从而提高电力系统的稳定性。如果只是将这两种无功补偿器单独使用,它们都有各自的缺点,单独的TCR只能吸收无功功率,而不能发出无功功率;单独的TSC对于抑制冲击负荷引起的电压闪变是不够的。为了解决这些问题,可以将TCR与并联电容器配合使用。这些组合而成的SVC的重要特性是它能连续调节补偿装置的无功功率,可以对无功功率进行动态补偿,使补偿点的电压接近维持不变。
（2）静止同步补偿器（static synchronous compensator,STATCOM）。它的基本原理是将自换相桥式电路通过电抗器或者直接并联在电网上,适当调节桥式电路交流侧输出电压的幅值和相位,或者直接控制其交流侧电流,就可以使该电路吸收或发出满足要求的无功电流,实现动态无功补偿。由于它将电压源逆变技术应用于无功补偿领域,不需要大容量的电容,电感等储能元件,因而大大地发展了传统的无功控制概念。ASVG的重要特性是输出的无功功率不受系统电压的影响,在任何系统电压的情况下,都能输出额定的无功功率,与SVC相比,在系统故障的情况下静止同步补偿器维持系统电压、提高系统暂态稳定性和抑制系统振荡的作用较明显[9]。在事故时电压降低的情况下，STATCOM比SVC可提供更大的无功支持能力，具有一定的事故过载能力。如果并联电容电蓄电池组或超导储能电抗器所取代，则事故支持的时间还可延长。
（3）超导蓄能器，（SMES）。此装置由电力电子器件（SCR或GTO等）控制一个大容量超导蓄能线圈所组成，几乎无损耗。放电/充电的效率在95%以上，但造价昂贵。SMES作为蓄能器，可快速供几秒的备用电力；瞬时提供同步或阻尼功率以提高输电的静态和暂态稳定性；提高远距离输电的输送能力；延长发电设备寿命；提供无功功率以改进电压稳定性：改进电压质量等。采用GTO元件后，可将SMES输出的有功和无功功率彼此独立地进行控制，故不仅对短期，而且对中期动态过程可产生良好影响。
（4）可控串联电容补偿（TCSC）。TCSC的模块主要由串联电容和含有电抗、晶闸管开关的并联回路组成,通过可控硅控制可以灵活、连续地改变补偿容
电力系统运行与控制读书报告
