海上风电场送出混合线路工频过电压和无功补偿研究

介绍了采用长距离高压海底电缆的海上风电场输电系统电磁暂态模型,利用EMTP/EMTPE仿真软件分析了高压海底电缆+架空混合线路工频过电压,在此基础上研究高压并联电抗器和低压无功补偿装置容量,得到了海上风电场无功补偿配置方案。以某海上风电场为例,对其工频过电压及无功补偿进行了综合计算分析,验证了所提方案的可行性。     

海上风电场无功配置优化方案

根据海上风电场无功配置原则,分析包含风电机组、海缆、主变压器的海上风电场无功损耗。在满足无功补偿及工频过电压要求的情况下,应尽可能提高并联电抗器容量,从而给出并联电抗器和动态无功补偿装置SVG的配置优化方案。研究结果表明：当220 kV海缆长度增加和风电机组出力减少时,海上风电场容性无功会增加。当220 kV海缆长度增加时,海上风电场空载过电压、甩负荷过电压及单相接地故障过电压会增加。最后,基于某实际案例,给出并联电抗器和SVG装置的最优容量。所提方法简单实用,经济可行,可应用于工程实践。     

海上风电场无功配置优化方案

根据海上风电场无功配置原则,分析包含风电机组、海缆、主变压器的海上风电场无功损耗。在满足无功补偿及工频过电压要求的情况下,应尽可能提高并联电抗器容量,从而给出并联电抗器和动态无功补偿装置SVG的配置优化方案。研究结果表明：当220 kV海缆长度增加和风电机组出力减少时,海上风电场容性无功会增加。当220 kV海缆长度增加时,海上风电场空载过电压、甩负荷过电压及单相接地故障过电压会增加。最后,基于某实际案例,给出并联电抗器和SVG装置的最优容量。所提方法简单实用,经济可行,可应用于工程实践。     

海上风电交流送出无功补偿配置方案研究

由于长距离海底电缆的充电功率大量盈余，无法实现无功就地平衡，同时海缆过电压及沿线电流需满足海上风电接入相关标准，从海缆沿线的过电压及电流出发，基于海上风电接入相关标准，制定海上风电无功补偿方案配置流程。以实际工程为例，基于PSCAD和PSS/E软件搭建海上风电场交流送出仿真模型，研究无功补偿配置方案，为海上风电交流送出工程的无功补偿配置方案提供了理论支撑，提升了工程经济性。     

海上风电场经海底电缆送出系统的并联电抗器配置方案北大核心CSCD

海底电缆较大的充电功率导致海上风电输电系统的工频过电压较严重,可采用高压并联电抗器进行限制。文中以中国某220 kV海上风电场为例,对其工频过电压进行了理论计算,并利用电磁暂态计算程序(alternative transient program-electro magnetic transient program,ATP-EMTP)建立了海上风电场经交流海缆送出系统模型,计算了输电系统工频过电压分布,进而对高压并联电抗器配置方案进行了分析。研究表明系统侧甩负荷过电压远大于风场侧甩负荷过电压;总补偿度相同时,在陆上进行单端补偿的效果略优于双端补偿。在此基础上给定了该海上风电场工频过电压限制的高压并联电抗器配置方案,并计算了不同海缆长度下所需的最小补偿度,为工程设计及设备选型提供技术依据。     

特高压线路高抗补偿方案研究

高抗作为特高压线路的重要无功设备,其配置直接决定了特高压系统的安全稳定运行。为此,研究了各种高抗补偿方式的适用范围。研究表明,单端补偿方式的适用于补偿前仅有一端接地甩负荷之后工频过电压超标的线路,以及工频过电压未超标、但潜供电流超标的换位线路;而两端补偿方式的优势在于可限制线路两端甩负荷工频过电压;长度超过550 km的线路,宜采用分段补偿方式。提出了确定高抗补偿方案的系统方法,该方法在考虑工频过电压限制的前提下,兼顾工频过电压限制、潜供电流限制、空载线路电压控制、避免产生谐振过电压、电抗标准容量以及利于线路输送大功率时无功平衡等方面对高抗补偿度的要求,并通过实例对该方法进行了说明。     

特高压线路高抗补偿方案研究

高抗作为特高压线路的重要无功设备,其配置直接决定了特高压系统的安全稳定运行.为此,研究了各种高抗补偿方式的适用范围.研究表明,单端补偿方式的适用于补偿前仅有一端接地甩负荷之后工频过电压超标的线路,以及工频过电压未超标、但潜供电流超标的换位线路;而两端补偿方式的优势在于可限制线路两端甩负荷工频过电压;长度超过550 km的线路,宜采用分段补偿方式.提出了确定高抗补偿方案的系统方法,该方法在考虑工频过电压限制的前提下,兼顾工频过电压限制、潜供电流限制、空载线路电压控制、避免产生谐振过电压、电抗标准容量以及利于线路输送大功率时无功平衡等方面对高抗补偿度的要求,并通过实例对该方法进行了说明.     

海上风电集群电能组合输送方式研究

江苏如东大规模海上风电场建设工程包括9个潮间带,各风电场分散布局,采用单一的输电方式不仅输电效率低,工程建设资金较高,而且海底电缆对海域资源的占用和施工期对海域环境的影响较大。文中依托江苏如东大规模海上风电场建设工程,研究分散布局的大规模海上风电场集群电能最优输送方式,深入研究了不同输电方式的特性及适用范围,提出了适合分散布局、离岸距离差距较大的大规模海上风电场的电能输送优化方案,并详细仿真研究了电能输送优化方案中的无功配置及过电压水平,提出了在海缆末端并联补偿度为60%~70%的电抗器,能够有效限制工频过电压;限制操作过电压的策略需要根据海上风电场的具体布置具体设计。     

抑制特高压半波长线路稳态过电压的无功补偿配置

为避免半波长输电线路由于低功率因数运行导致的沿线局部过电压,提出在半波长线路送端及受端进行无功补偿。基于系统运行方式确定了无功需求范围,同时考虑对线路功率波动的适应性,采用静态补偿加动态补偿的方式。综合考虑经济性及电压控制目标,经过无功优化计算确定配置容量。仿真结果表明通过无功补偿配置,可以有效抑制沿线过电压,降低线路损耗,并在半波长线路长度有一定偏差时依然满足电压控制要求。     

基于海缆的海上风电场无功补偿技术研究

针对海上风电场中长距离海底电缆的充电效应,风电场无功功率波动时易引起母线电压较大波动的问题,结合风电机组变流器和本地无功补偿设备实现风电场的无功补偿。基于海上风电场无功补偿控制方案,对比分析了不同规模、不同传输距离海上风电场采用两端补偿和单端补偿两种方案时海缆导体损耗情况,即风电场出力曲线。最后在Matlab/Simulink环境下建立相应的仿真模型,仿真结果表明:该无功补偿控制方案能够在风电场功率波动时降低海缆导体损耗的同时快速稳定并网点电压,大大提高了系统的无功补偿能力,验证了该方案的有效性。     

海上风电经柔性直流联网系统受端交流故障穿越协调控制策略

针对海上风电经柔性直流联网系统受端交流故障导致的直流过电压问题,提出了直流过电压协调抑制策略。针对单极直流过电压,通过合理切换双极MMC控制模式,可使故障极MMC主动维持直流电压稳定。并设计了风电场精确减载控制策略,以保证非故障极MMC满载运行,从而降低单极MMC退出对受端交流电网的影响。针对双极直流过电压,设计了一种基于本地直流电压测量信息的风电场减载控制策略,即根据直流电压变化率及偏差量主动降低风电场有功出力,以抑制直流电压上升率及幅值。并提出了附加桨距角控制及其参数选取原则,使风电场与各换流站内电容共同维持直流电压稳定,提高系统故障穿越能力。最后,基于RTLAB OP5600实时数字仿真平台搭建了系统仿真模型。不同受端交流故障情况下的仿真结果表明,所提直流过电压协调抑制策略可保证直流电压在安全运行范围,维持系统安全稳定运行。     

基于超级电容蓄能的永磁同步海上风电低电压穿越研究

为避免电网电压跌落导致海上风电机组脱网运行,分析了直驱永磁同步海上风电系统的双PWM全功率变流器控制策略,提出了一种基于超级电容器蓄能的海上风电机组并网运行低电压穿越方案。在双向变流器的直流侧并联超级电容蓄能系统,利用超级电容来维持电网故障时的功率平衡,稳定直流侧母线电压。利用网侧变流器静止无功补偿运行模式控制无功电流输出,向电网提供无功功率支持。仿真结果表明了该方案在电网故障时,能有效抑制直流侧过电压,向电网提供无功功率,有利于电网故障恢复,提高了直驱永磁海上风电系统的低电压穿越能力。     

基于MCR的风电场动态无功补偿控制策略

近年来风电场数量及装机容量快速增长,风电接入系统给电网带来了越来越显著的影响。无功补偿作为改善风电场电能质量,提高系统运行稳定的重要措施,在风电场得到了广泛的应用。文章提出了一种基于风电场动态无功补偿装置的无功电压控制策略。通过测量并网点电压,充分利用MCR的连续调节特性,与FC投切相配合,满足风电场系统的无功电压需求。最后结合某含有MCR的实际风场进行了仿真分析,验证了所提出的策略正确性。     

风电场35kV电网中性点经电阻接地方式研究

风电场中性点经电阻接地能够有效地降低工频过电压及弧光接地过电压的水平,从而有利于系统的安全可靠运行.利用PSCAD软件搭建了某风电场35 kV电网的电磁暂态仿真模型,通过对系统设置单相接地故障,分别对系统中性点经电阻接地方式和中性点不接地方式进行仿真研究.通过仿真结果得知,中性点经电阻接地更适用于风电场中性点接地方式,也有利于系统安全、稳定运行.     

风电场无功补偿分析研究

风力发电在我国得到了快速发展,风机在电网中所占比例不断增大,对电网的安全和稳定运行带来很大的影响。文章针对风电场的实际情况和特点,搭建了风电场仿真模型,模拟风机不同有功和无功出力以及不同馈线类型和长度等情况下,风电场无功损耗和电压情况,以及固定补偿装置的无功调节配合能力。说明利用风机发出的无功功率可以减小汇集站内无功补偿装置的容量,基本实现无功平衡,提高电压稳定性。     

考虑抑制DFIG机群脱网的风电场无功补偿配置新方法

随着大规模风电并网,电网故障情况下风电机群连锁脱网事故严重威胁电网安全稳定运行。为此,从抑制DFIG机群脱网的角度,提出了一种考虑抑制双馈异步风力发电机（doubly-fed induction generator,DFIG）机群脱网的风电场无功补偿配置新方法。该方法首先以风电场为中心进行无功平衡初步分析,通过无功需求和有功传输之间的定量关系,确定风电场所需要配置的低压电抗器组和低压电容器组容量。然后通过不同负荷方式下风电出力波动和线路N-1运行时的风电场母线电压无功分析,校核初步配置方案对系统静态安全的适应能力。最后,在分析电网故障情况下DFIG机群无功需求特征基础上,通过加入一定容量的静止同步补偿器（static synchronous compensator,STATCOM）来抑制机群脱网,从而使无功补偿方案能满足系统安全运行的要求。该方法已应用到了某省网大容量风电接入220 kV的无功配置专题研究中,在经济和技术上是可行的和有效的。     

风电经特高压直流送出系统的暂态过电压问题研究综述

大规模风电通过特高压直流线路外送时,换相失败、直流闭锁等故障引发的暂态过电压问题严重影响了系统的安全稳定运行,制约了系统的输电能力.针对风电经特高压直流送出系统暂态过电压问题的研究步骤和关键技术挑战,从系统仿真建模、暂态过电压根源解析、抑制策略设计3个方面,分别进行总结和综述:从大规模风电经特高压直流送出系统的仿真建模...     

基于DIgSILENT的风电场接入系统无功算例分析

随着风电接入电网的比例逐渐加大,对接入点电压水平的影响越来越明显。电压稳定性是风电场并网运行存在的主要问题。目前大多采取在风电场升压站添加无功补偿装置的方式来控制并网点电压。本文主要分析风电场无功损耗的来源,结合我国内蒙古地区某风电场接入系统实际情况,利用德国电力系统仿真软件DIgSILENT进行模型搭建,提出保证风电场可靠并网的无功补偿方案,并进行算例分析。