大规模风电场对电力系统稳定性影响的研究

风电机组由于其自身特点,风电机组与传统发电机组有不同的稳态和暂态特性,大规模风力发电接入电网后,电网的电压稳定性、暂态稳定性及频率稳定性都会发生变化。主要针对基于普通异步感应电机和基于双馈式感应电机风电机组的风电场对电网稳定性影响进行深入研究,使得对风电场接入电网后,给电网稳定性带来的问题有更全面、更深入的认识,有利于我国风力发电快速、健康发展。     

基于广域信息对风电场入网性能进行评估的研究

近些年风力发电有了迅猛的发展,但是风电接入对电网的安全运行带来了新的挑战,一方面由于风能间歇性,其输出功率具有波动性和随机性,同时风电并网点通常处于电网末端,系统相对较弱,大规模风电的接入给电网调峰调频、电压无功支撑方面带来了重要的变化,从而影响整个电网动态特性,所以必须充分利用当前各种电力自动化领域的各种先进监控手段对电网进行动态监视,但是风电场内目前还缺少一套相应的监测和评估系统.本文以风电场同步相量测量装置(PMU)采集的广域信息为立足点,介绍了如何通过广域信息对风电场有功控制、无功控制、低电压穿越、电能质量等入网指标进行评价的方法,通过本套系统的运行可以大大提高风电场入网性能的可观性,实时指导风电场运行管理人员的工作,提升风电场的运维水平,从而提高风电场入网性能,对提升电网的安全稳定水平具有重要的现实意义.     

张家口电网关于风电保护整定原则的探讨

随着张家口电网风力发电接入容量越来越大,对系统的运行带来了不可忽视的影响,对继电保护整定计算提出了新的课题.文章结合张家口电网风电接入的实际情况,对风电场接入后对短路电流分析的影响、对继电保护配置的影响及风电场整定原则做了深入分析,以求最大程度地减少风电接入对系统的影响.     

新闻与动态

国内首个风电功率预测系统通过验收据报道,国内首个风电功率预测系统——风力发电测报系统开发研究项目近日通过专家验收。随着我国风电产业迅速发展,风电的大量接入给电网有功功率调节带来较大影响。如何根据风力发电输出功率情况,对电网内常规机组运行进行合理调配是急需解决的问题。风电与常     

储能技术在风力发电中的应用

由于风力的波动性和间歇性等特点,大规模风电接入电网后给电力系统的运行带来了很大影响,制约了风电发展。储能技术由于自身反应灵活、响应迅速的特点,将其运用到风力发电中,可以有效解决风电的波动性,提高系统的安全稳定水平。着重介绍了储能技术在解决风电并网的运行稳定性、低电压穿越、穿透功率等问题中的应用,为大规模风电并网运行提供了技术支持。     

风力发电对电力系统的影响

风力发电依赖于气象条件,并逐渐以大型风电场的形式并入电网,给电网带来各种影响。电网并未专门设计用来接入风电,因此如果要保持现有的电力供应标准,不可避免地需要进行一些相应的调整。讨论了在风电场并网时遇到的各种问题。由于风力发电具有大容量、动态和随机的特性,它给电力系统的有功/无功潮流、电压、系统稳定性、电能质量、短路容量、系统备用、频率和保护等方面带来影响。针对这些问题提出了相应的解决建议和措施,以期更好利用风力发电。     

大规模风电接入对电网电压的影响及无功补偿研究

从静态电压稳定性的角度,研究了某地A风电接入C电网后系统运行方式、风机类型、风机控制策略和调峰策略的因素对系统电压稳定性的影响。针对某地A风电接入给C电网带来的电压控制问题,提出了相应的无功补偿方案及电压控制措施。仿真计算结果验证了所提无功补偿方案及电压控制措施的有效性,对大规模风电接入后对C电网安全、稳定运行具有一定的参考价值。     

送出受限风电场有功功率控制系统设计与应用

针对目前风力发电的快速增长,部分风电集中接入地区电网送出线路及主变压器过载的问题越来越突出,影响了电网安全稳定运行的问题,依据宁夏杨家窑风电接入点电网设备运行特点,基于能量管理系统(Energy Management System,EMS),设计开发了风电场有功功率控制系统,以实现对风电场有功出力的自动控制。应用结果表明:该控制系统能有效地解决局部地区风电场出力受限的问题,对于解决同类风电集中接入点电网安全稳定运行有重要的参考意义。     

南通沿海风电对电网电能质量影响的研究

以南通沿海风电场对电网的影响为例,分析了因风电导致电能质量问题的产生机理,并利用现场测试数据进行了考核。结果显示,风电出力的随机性和波动性给电网的运行控制带来了不确定性,且造成各种电能质量问题。提出了若干应时措施,以期降低风电接入系统后对电能质量的影响,保证沿海风电大规模接入后电网的安全、稳定、经济运行。     

风电接入方式及对电网的影响研究综述

风力发电因其环境友好、技术成熟、清洁等优点成为电力系统中发展的热点,逐渐成为电网电源的重要组成部分。分析了风力发电的特点,介绍了风电接入电网的方式,分析了风电接入后对电网的主要影响以及改善这些影响的一些措施,并对风电接入电网方式的发展新趋势进行了展望。     

风电功率波动的时空分布特性

风电功率的波动特性是其对接入电网安全稳定运行产生影响的根本原因。由于缺乏实测数据,量化评估风电波动的影响程度一直难以解决。我国在建巨型风电基地(1~20 GW)所覆盖的地理空间更广、机组类型及台数更多,对其输出功率波动特性的量化评估是保证接入电网安全稳定运行的基础。基于中国东北某省级电网GW级风电场群实测功率数据,定量分析了风电功率波动在不同时间、空间尺度上的分布特性。分析结果表明,风电功率波动的时空分布具有一定的趋势性,且随着风电场群集聚规模的增大,风电功率的波动特性呈现较为明显的平缓效应。     

大容量风电场对电力系统小干扰稳定和阻尼特性的影响

建立了异步风力发电机组的小干扰稳定数学模型,研究了风电场接入电网后电力系统的小干扰稳定分析方法并实现了其工程应用。通过对含有大容量高比例风力发电的实际电网的计算分析表明,风电场的运行状态对电网的低频振荡模式和振荡特性有一定影响。风电机组出力的变化,使网内常规机组的运行方式发生变化,从而导致一些局部振荡模式出现或消失。网内和网间各大机群间的振荡模式没有发生变化,但振荡特性发生变化,且增加了与风电场强相关的振荡模式,这些振荡模式一般具有较好的阻尼特性。     

海上风电场黑启动系统的风柴协同控制策略

在风电平价上网政策的推动下中国海上风电场建设加速,未来大规模的海上风电场将会成为沿海地区局域电网的重要供电电源。当沿海局域电网发生大停电时,海上风电场若具备作为黑启动电源的能力将显著加快电网恢复过程。为启动沿岸无黑启动能力的火电机组,文中提出了利用海上风电场配置的小容量辅助柴油发电机作为支撑电源启动海上风电机组,后经主变压器和高压海底电缆向陆上火电机组供电的黑启动方案。为改善黑启动系统的频率调节能力以及在投入高压海底电缆时维持系统电压稳定,分别提出一种风柴协同调频控制和一种考虑柴油发电机功率极限的动态无功补偿控制,后者利用了风机网侧变流器(WGSC)作为静止无功发生器(SVG)运行。最后在PSCAD/EMTDC上依据实例搭建了海上风电场黑启动模型,验证了所提方案及策略的可行性和有效性。     

湍流对风力发电机输出功率影响的研究

针对风电场中湍流对风能捕获和风力发电的影响,依据“湍流圆”模型、空气动力学模型与经典的湍流强度表达式,反向推导因湍流影响而导致风能捕获的损失.以双馈式感应发电机为例,对其并网功率输出与理论风机功率输出进行比较,分析湍流时风机功率输出曲线变化;利用风电场的实际湍流强度值,通过Fluent软件仿真风机运行情况,证明在湍流影...     

应用于高风电渗透率电网的风电调度实时控制方法与实现

为适应风电的快速波动,提出一种快速的风电实时控制方法,适用于高风电渗透率的电网。该方法根据自动发电控制机组的向下转旋备用、联络线功率调整偏差,在线计算电网可消纳风电裕度。然后,结合风电考核打分和网络安全约束,依据不同场景分别进行以消除断面越限为目标的校正控制、以消纳最大风电并兼顾公平调度为目标的最小弃风控制以及系统安全裕度充足下的风电自由发控制。基于所提出的方法,开发了相应系统并在某省级电网投运。测试系统的仿真和实际系统的实际运行结果证明了该方法的有效性。     

考虑电网约束的风电场自动有功控制

主动进行风电场有功控制,将其纳入电网自动发电控制(AGC)管理是电网与风电场都十分关心的课题.文中首先定量讨论了风电场有功控制能力及电网AGC对风电场的要求,提出了考虑储能的风电场有功控制3层模型,即能量管理层、风电场调度层及风力发电机控制层,可实现输出限制、AGC曲线跟踪控制、调峰控制等综合控制目标.对上述模型进行了仿真验证.通过与现有风电场运行模式进行效益对比,证明了风电场可以在较小的调节开销下实现上述控制目标.     

调峰约束下考虑发电优先级的风电有功控制策略

针对集群风电场分别接入电网不同外送断面的特点,提出了调峰约束下考虑发电优先级的风电有功控制策略。所提控制策略按照弃风的严重程度,为各风电场设定不同发电优先级,结合电网消纳能力、风电场的装机容量和发电能力等因素计算各风电场的有功指令。指令控制周期内调峰约束与断面约束的配合、调峰目标值校验和强制触发策略的设计既保证了充分利用电网消纳能力和外送断面容量,又确保了调峰约束和断面约束的安全极限;高优先级风电场的钳位控制策略有效避免了电网消纳能力快速变化时低优先级风电场的有功大幅波动。冀北电网的实际运行结果证明了所提控制策略的有效性。     

格式网与链状网汇集风电功率能力的比较

集中式风电场的风机台数多,风电功率大,为了提高风电场集电网的可靠性,提出采用10 kV或35 kV格式网建设风电场的集电网。建立格式网模式风电场集电网的拓扑结构、停运率评估模型,提出格式网和链状集电网的停运率指标,利用MATLAB/Simulink搭建格式网和链状集电网的停运率仿真模型,比较2种集电网电缆故障切除前后汇集母线的电压电流水平以及2种电网汇集风电功率的能力,对比实例中格式网和链状集电网的电缆投资和电量收益。结果表明：链状网等效电量不足期望值是格式网等效电量不足期望值的4.6倍,格式网集电网比链状集电网的总体收益高61.2万元,格式网汇集的风电功率大,有利于风电功率的送出,投资前景良好。     

吉林省风力发电预报系统的相关分析和设想

作为提高风力发电竞争力,解决大规模风机并网带来相关问题的重要举措,构建风力发电预报系统具有重要的意义。基于吉林省风电发展的现状和未来趋势,分析了吉林省建设风力发电预报系统的必要性和紧迫性,提出了吉林省风力发电预报系统的设想,即:建立不同风力发电厂联机共享数据平台,通过目前吉林省调度中心监视控制和数据采集(SCADA)系统对风力发电场在线监视,构建数字化天气预报体系等。