基于功率谱密度的风电功率特性分析

风电有功功率波动特性的分析,对指导发电和电网运行非常重要。根据内蒙古赤峰东山风电场运行的实测数据,运用功率谱密度分析的方法,对风电有功功率的波动特性进行了分析。结果表明,风电功率的功率谱密度在超过4个数量级频域范围内符合Kolmogorov谱分布理论,且装机容量的增加,对风电功率的汇聚效应具有明显的影响。     

静态PV-VQ约束下电网风电最大接纳容量研究

提高电网风电最大接纳容量有利于洁净能源的利用。在PSS/E软件中建立了风电场并入某区域电网的模型,采用电网电压静态稳定特性中PV-VQ曲线方法分析了两种调度运行方式下不同母线电压随有功功率和无功功率变化率特征,依据电压灵敏度d V/d P和d Q/d V临界值判据确定该区域电网并入大规模风电穿透功率极限值。通过接纳风电容量最大值下的潮流计算仿真验证了电网运行电压合格性和稳定性。     

风电并网技术的新进展

由于风电的易变性和不确定性,大比例风电接入电网时会对其运行、调度和稳定性带来影响。文章介绍了风电场并网需考虑的因素,分析了风电场并网技术和控制技术,包括调节无功容量、低电压穿越、减出力和调节有功功率变化率等。最新的风电并网技术可控制整个风电场的无功功率和有功功率,调节并网点电压,并使得风电场在电网故障条件下也能保持并网,这对于电网成功接纳高比例风电有重要作用。     

风蓄协同优化运行建模与仿真分析

为降低风电自身的不良特性对电网的冲击影响,以风电场净收益最大及实际入网功率与规划入网功率偏离程度最小为目标,并考虑多个入网激励与惩罚因素,建立风电与抽水蓄能联合运行的新模型。采用改进的克隆选择算法对模型进行仿真求解,并对联合系统与单独运行的各项数值进行比对分析。算例结果表明,联合系统在提高了风电场净收益的同时,能够减小入网功率与规划功率的偏离程度即提高了风电入网的可靠性,提供具体调度参数,促进了风电发展。     

大规模风电接入对电力系统有功调度的影响分析

大规模风电功率的随机波动性是当前公认的制约风电发展的瓶颈,同时风电的反调峰特性拉大了电网的峰谷差,增大了有功调度控制的难度;风电接入后,现有的系统备用容量确定方法和调度计划制定策略已无法满足电网企业兼顾安全经济的控制目标。针对此,对大规模风电接入对系统备用容量及发电计划的影响进行了研究,分析了风电接入后电网运行中面临的实际问题,并对目前的相关研究进行了归纳,给出了解决方法;指出多源互补的备用配合策略及多时空尺度协调的备用与发电计划联合优化策略适用于大规模风电接入的合理备用优化,考虑风电场出力耦合关系的有功发电调度策略适用于大规模风电接入的合理有功优化。     

并网运行风电场有功功率控制研究综述

随着风电场规模的不断增大以及风力发电技术的日益成熟,风电场实现可控运行将逐渐成为大型风电场并网运行的发展趋势。风电场可控运行的关键技术是风电场的有功功率控制,在介绍风电机组有功控制方法的基础上,综述风电场的有功控制策略。根据风电场的频率响应特点,分析风电场的有功-频率控制方面的研究成果,并论述风电场有功控制在提高风电场并网容量、改善电网的运行特性等方面的作用和应用。     

风电有功波动功率调节控制研究

风具有间歇性和波动性,随着风电在电力系统中所占比例逐渐增加,风电大规模并网会加剧电网有功功率的不平衡,影响电能质量。该文利用风的自然特性,分解风电波动功率,与电网风力发电计划相结合,基于储能技术,提出一种有功波动功率调节控制方法。依据《风电场接入电力系统技术规定》,灵活利用储能技术和变流器技术,实现对风电场有功波动功率双向快速、准确地调节,消除非允许范围内的风电有功波动功率的影响。实验验证了其控制策略的可行性和有效性。这种方案既能提高风电场输出有功功率质量,又节约了配置储能系统的容量,为风电场调节有功波动功率提供一种有效控制方法。     

大规模风电运行的调度模式设计

大规模风电入网,是当前内蒙古电网面临的主要问题之一。研究风电负荷特性对电网调度的影响,得出全网风电极小值对电网运行影响最大的结论。分析风电功率预测在电网运行管理中的作用,提出风电预测的超短期、短期和中期预测相结合的模式,用于电网调度部门的风电运行管理,降低风电对电网的冲击。说明采用电网调峰容量接纳风电,可以大幅度降低电网接纳风电的风险;并指出应按照风电跨省、跨区接纳方式,设计适用于风电运行管理的扁平化调度模式。     

风力发电机组并网运行对电网运行的影响

随着风电场接入电网的容量越来越大,风力发电机组并网运行会对电网安全稳定运行带来不同程度的影响。分析了政府管理对风力发电发展的推动作用,通过建立风力测量及功率预测系统、配置有功功率控制系统等来提高对风电场的运行管理水平,讨论了风电机组并网运行对调度管理的影响,并提出了电网接纳大容量风电场的应对措施。     

基于多端直流联网的风电功率协调控制

高渗透率风电参与多端直流系统的功率协调能够显著提高电网系统的运行稳定性。综合考虑电网电能质量和换流站功率裕量,将多端直流系统分为3种运行模式,即自由运行模式,下垂运行模式和限流运行模式。根据不同工况,各端的换流站能够协调分配直流电网内的不平衡功率,从而提高系统稳定运行的能力。为进一步改善多端直流系统的功率协调能力,提出了风电的有功协调控制策略。该控制策略根据直流电压变化,控制风电场端电网频率,合理利用变速风电机组的惯性控制与变桨距控制,使风电能够有效分担系统内的不平衡功率。对风电渗透率为30%的多端直流系统的仿真分析验证了在所提3种运行模式以及风电的有功协调参与下,多端直流系统的供电质量以及对于有功扰动的承受能力均可得到改善。     

京津唐电网风电场群发电功率短期预测

随着风电大规模并网,加强区域性风电场群的发电功率预测对于地区电网的安全稳定经济运行具有重要意义。根据京津唐地区风电场群的特殊性,首先用物理建模方式建立风电场的短期风力预测模型,并将统计升尺度技术与物理模型相结合,以提升预测模型精度的稳定性;之后,采用三层体系架构建立京津唐电网风电功率预测系统,且实现了工程应用。运行结果表明,该方法可以更准确地预测京津唐地区风电发电功率,大幅提升京津唐电网风电消纳能力,有效提高电网调度精益化水平。     

大容量风电场接入后电网电压稳定性的计算分析与控制策略

由于风电场容量较大,并位于电网末端,可能会对电网的电压稳定性产生较大的影响。为保证风电场投入后的安全,按大干扰下风功率的转换特性及异步发电机的运行特性建立了风电场与相关电网的数学模型,计算了风电场与相关电网发生短路故障后的电压稳定性。通过数值仿真计算,揭示了风电场接入导致电网电压稳定性被破坏的机理,指出机组转速是影响风力机和异步发电机这两个能量转换器工作特性的关键参数,控制风电场内风机的速度增量是保持大容量风电场接入后电压稳定性的关键,靠近故障点的风电单元容量、故障点位置和故障持续时间是影响短路后电压稳定性的主要因素,并提出了大容量风电场接入后保证电网电压稳定性的策略与措施。     

考虑嵌套断面约束的大规模集群风电有功控制策略

针对大规模风电场群分别接入电网不同断面的特点,提出了嵌套断面约束下风电场群的有功控制策略。根据风电外送断面裕度情况,将断面分为安全、预警和越限三种状态,结合各风电场的出力上调能力并针对外送断面的不同状态采用不同的控制策略计算风电场出力指令,从而在控制断面潮流的基础上最大化利用断面裕度。所提方法同时考虑了多重嵌套断面之间的协调和存在未投入自动发电控制风电场的过渡情况,指令周期内强制触发策略的设计也有效避免了断面越限。冀北电网的运行实践表明了所提控制策略在精确控制断面潮流、提高风电接纳能力方面的有效性。     

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。     

等值损耗功率法在风电场等值计算中的应用

大规模风电场接入电网,进行潮流计算考虑风电场内部的集电系统与否,对计算结果会带来较大的误差,需建立考虑集电系统的风电场等值模型.本文提出了等值损耗功率法对风电场进行等值,兼顾了风电场机组众多、风能波动较大的特点,以风电场接入乌鲁木齐电网为例进行潮流计算,对风电场等值前后的潮流计算结果进行比较,结果相近,误差小,从而验证...     

风电集群有功功率控制及其策略

鉴于大规模风电并网的集中控制和精细化调度要求,文中基于区域有功功率分层调度思想,设计了风电调度中心站—风电集群控制主站—风电场控制执行站3层体系架构的风电集群有功功率控制系统,并给出风电集群控制主站和各场站间控制接口的设计方案。继而考虑风电场、分散接入风电机组的调节性能差异,针对运行实际需求提出一套面向集群控制主站的有功功率控制策略,实现风电场有功控制模式的在线决策和相应模式下的有功功率指令值的在线快速计算,并验证了控制策略的有效性。所建系统可实现风电集群内风电场、分散机组的统一调度与监控,并且在充分利用电网接纳风电能力的同时提高集群运行的经济性,有效解决目前风电分散控制导致的资源浪费、协调困难等问题。     

短期风电功率预测方法

提出了以混沌相空间重构为基础的混沌时间序列预测方法。为提高预测模型的预测精度和泛化能力,利用C-C方法对相空间重构参数的优化进行了综合计算。预测模型采用加权一阶局域法,以某风电场的风电功率数据进行训练和预测。实际算例表明,该综合方法具有很好的预测精度和实用性。     

风电并网电力系统无功补偿动态性能研究

分析风电场并网运行存在的不稳定性因素,为满足国家电网公司对风电场并网提出的技术要求,需增设无功补偿装置提高其运行的稳定性。本文先建立目前主流的无功补偿装置的模型,以典型风力发电场为研究对象,以Matlab/Simulink为平台,实现风电场的电气输电系统、各种风速的建模。结合风电并网系统案例,在假定电网故障的情况下,分别对加入静止无功补偿器(SVC)和静止无功发生器(SVG)的风电场进行仿真。得到的结果可以证明两者在风电场无功补偿方面的积极作用,并对两者的性能优劣进行对比。     

含大规模风电的电力系统有功平衡问题研究综述

由于在资源分布、风电接入模式、电源构成、电网结构等方面的特异性,我国不能照搬欧美等风电发达国家的运行经验,必须构建符合自身特点的电力平衡优化技术体系。从分析大规模风电的基本特性出发,归纳了针对风电波动性与不确定性的风电主要建模方法。将我国风－火－水互济系统的有功平衡问题划分为中长期/短期机组组合计划、日内滚动计划和实时频率调节等若干子问题研究,分析了各子问题的研究现状与技术瓶颈,对研究、设计含大规模风电接入的电力系统多时间尺度的有功平衡技术体系有参考意义。     

考虑风电功率预测的分散式风电场无功控制策略

分散式风电接网模式可以解决集中式并网限电等问题,但对配电网传统运行模式带来挑战。为解决其经济稳定运行难题,提出了一种包含无功预测、无功整定、无功分配的三层新型分散式风电场无功协调控制策略。其中,无功预测层利用物理和统计方法组合预测单台机组未来无功输出能力;无功整定层针对有无无功补偿设备,提出风电机组基于电网无功缺额降出力的自身补偿和多时间尺度协调离散补偿设备、静止无功发生器(SVG)与风电机组共同补偿配电网无功需求方法;无功分配层基于风电功率预测无功功率信息,考虑风速波动性,按照优先级动态筛选风电机组,调节其输出功率以跟踪无功补偿指令。工程算例证明了所提策略可以有效提高电压支撑能力,减小风电场损耗。