风电场电缆集电系统雷电暂态数值计算

针对风电场集电系统升压变压器和避雷器在雷害事故中大量损坏现状,在雷害事故现场调查的基础上,对风电场电缆集电系统雷电暂态过电压及电流分布进行了数值计算。建立了单台机组模型和多台机组模型,考虑了风电机组数量、雷电流幅值、机组冲击接地电阻等各种因素对雷电暂态过电压和雷电流分布影响。结果表明:避雷器标称放电电流偏小是雷击损坏主要原因,多次回击电流将导致避雷器以及与其并联连接的升压变压器损坏。对于35 kV风电场电缆集电系统,如果风电机组冲击接地电阻很难降低,提高避雷器标称放电电流可以有效解决电缆集电系统雷电暂态过电压和避雷器保护问题。根据计算结果提出了避雷器标称放电电流推荐值,当雷电流幅值50 k A时,标称放电电流5 k A的避雷器可满足要求;当雷电流幅值≥100 k A时,则需要相应提高避雷器标称放电电流。对风电场电缆集电系统,在接线工艺规范的前提下,升压变压器高压侧安装1组避雷器可以满足过电压保护和绝缘配合要求。     

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...     

计及集电线路和内部损耗的风电场模型分析比较

风电的接入会改变电网原有的潮流分布而对电网电压稳定性产生影响。潮流计算作为风电接入系统研究的基础,为得到其计算结果的准确性而建立风电场稳态模型具有重要的意义。以往的风电场系统潮流计算都是把整个风电场等效为一个风机处理,并没有详细讨论风电场内部的电网结构,潮流计算无法深入到风电场内部。在DigSILENT / PowerFactory中建立了改进的潮流计算模型,充分考虑了由双馈异步发电机组成的大型风电场的集电系统以及风电机组间电缆的功率损耗对稳态潮流计算的影响。     

适用于电网规划的风电场短路电流计算模型

在风电场短路电流特性及风电机组控制原理分析的基础上,探讨了一种风电场短路电流计算模型。首先分析不同类型的单台风电机组短路电流计算模型,并针对场内风电机组类型不同的情况,给出等值电抗的计算方法;然后针对集电系统的影响,推导出集电线路等值阻抗的求取方法;最后综合考虑场内机组类型不同和集电系统影响等因素,建立整个风电场的短路电流计算模型。仿真结果表明:与详细模型对比,采用所建立的模型时计算出的短路电流值偏大,在电气设备选型、导体的选择时有利于系统安全稳定运行,且所研究模型的误差能够满足风电场短路电流计算的工程应用精度要求。     

不同控制策略下含直驱机组风电场的系统电压稳定研究

运行连续潮流计算的PV及VQ曲线法,对不同控制策略下含直驱机组风电场的系统静态电压稳定性进行了研究。通过对新疆一个实际地区电网进行仿真计算,绘制了直驱风电机组构成的风电场分别采取恒功率因数为1、恒功率因数为0.99、恒功率因数为-0.99及电压控制模式下地区电网电压中枢点、重要变电站、风电场公共接入点(point of common coupling,PCC)的PV曲线及VQ曲线。通过仿真分析可以得出,当风电场在处于低出力水平时,电网的静态电压稳定性较好;在风电场注入功率较大时,电网无功裕度减少,导致电网静态电压稳定性降低。直驱机组风电场采取恒电压控制策略要优于恒功率因数控制策略下的电网静态电压稳定性。     

考虑海底电缆充电功率的风电场出力特性

考虑连接风电场的海底电缆的充电功率较大,易引起母线电压偏高的问题,本文指出了风电场存在一个出力下限。分析计算了不同无功补偿方式下,补偿容量与风电场出力下限的关系。采用稳态潮流仿真的方法,确定了不同方式下的风电场出力下限。当风电场采用超前功率因数运行,吸收海底电缆上的充电功率,并配合高抗的无功补偿装置,可以在满足电压不越界的条件下,降低风电场出力的下限,使风电场更好的参与电网的调节。     

不同馈线形式对风电场保护影响的研究

目前国内外风电场集电线路一般采用架空线、电缆直埋和架空线与电缆混合等不同类型线缆,为了研究不同类型并网风电场采用不同馈线形式时对风电场保护的影响,在Matlab/Simulink下建立了含恒速异步和变速双馈风电场的电力系统仿真模型,基于不同类型风电机组构成的风电场内部集电线路分别采用架空线和直埋电缆,分析了当风电场集电线发生故障时风电场等效电路和集电线末端继电器测得的短路电压和电流,研究了不同类型集电线故障时对风电场保护的影响。仿真分析结果表明:风电场集电线路故障时,不同类型的风电场和相同风电场内部采用不同类型集电线路时,对风电场保护的影响也有所不同。     

考虑尾流效应和集电系统元件故障的风电场可靠性建模

分析平坦地形和复杂地形下风电机组间尾流效应对风电场输出功率的影响;建立两状态等值风电机组以及五状态断路器、三状态变压器等集电系统元件的可靠性模型,考虑集电系统元件故障对风电场输出功率的影响。运用威布尔分布模拟风速,对风速、等值风电机组状态、集电系统元件状态等进行非序贯蒙特卡洛抽样仿真,基于MATLAB进行编程计算。结果表明,尾流效应和集电系统元件故障对风电场的输出功率都有不可忽视的影响,综合考虑二者的风电场可靠性模型提高了对风场输出功率计算的真实性和准确性,评估风电场并网可靠性指标时更为精确、贴近实际。     

海上风电场集电系统电压选择研究北大核心CSCD

随着海上风电大容量机组规模化发展,集电系统电气接线将变得复杂,选择合适的集电系统电压可有效减小集电系统有功损耗,降低建设成本,提高系统可靠性。文中研究了多种模式风电场集电系统结构形式,对比分析35 kV与66 kV集电方案技术特点,计算比较4种机型两种电压集电方案成本,并对集电方案成本进行灵敏度分析,评估集电系统电气接线可靠性。结果显示66 kV集电方案技术性较好,对大容量机组大规模风电场具有较好的适用性,但总体成本高于35 kV方案。35 kV集电方案是目前海上风电场集电系统主要形式,在66 kV电气设备和海缆价格适度降低后,66 kV集电方案将具有良好的应用前景。     

基于双馈机组的风电场潮流计算模型研究

在目前常用的双馈机潮流计算模型基础上，根据双馈电机有功特性，提出了双馈机在恒功率因数运行方式下的两种简化潮流计算模型。其一是在计算转子侧有功时忽略定、转子绕组损耗，另一简化模型则直接将双馈风电机组看成能处理成PQ节点的传统发电机参与潮流计算，这使得潮流计算过程大为简化。此外，在风电场等效环节计及了风电场内部变压器的损耗。最后在一含风电场的系统中对此模型进行了验证，结果表明简化计算模型是合理可行的。     

风电场潮流计算模型及其应用

大量风电机组接入电力系统将引起许多复杂的问题,因此,必须计算含有风电场的电力系统潮流.文章在简化的异步发电机稳态等效电路的基础上,提出了计算含风电场的电力系统潮流的联合迭代方法,通过修正雅克比矩阵以简化迭代过程解决了计算精度与迭代效率之间的矛盾.该方法既考虑了风电机组机端电压、有功功率、无功功率以及滑差之间的耦合关系,又大大缩短了潮流计算时间.计算结果表明了该方法具有一定的实用价值.     

在PSASP/UPI环境下的风电场潮流计算

考虑风速的随机性、风力发电机出力的不确定性、尾流效应影响的潮流计算方法进行了研究,使用PSASP的用户接口程序,编写风电场模型的用户程序,使PSASP环境下的潮流计算模块与用户程序模块交替迭代求解,实现了含风力发电机组的潮流计算.将提出的模型接人单机无穷大系统进行潮流计算,验证了程序的有效性及合理性;接入3机9节点系统...     

风电接入某地区配电网安全稳定分析

随着风电装机容量的不断增加,风电波动对网架结构薄弱的地区电网造成不利影响。首先建立适用于机电暂态仿真的双馈异步风电机组数学模型,然后利用Matlab/Simulink实现包含风电场、本地同步发电机、电网负荷等电力系统潮流计算和暂态仿真,分析了典型运行方式下风电接入对某薄弱地区电网的影响。计算分析表明,风速突变对电网影响较小,但在三相短路故障时,风电出力、风电并网点电压均急剧下降,严重情况可导致风电场与电网解列,不利于当地电网安全稳定运行,需要制定合理的安全稳定措施。     

海上风场出力变化对电力系统电压影响

针对沿海大规模风电场集中接入负荷中心电压偏高和波动过大问题,笔者以电力系统仿真软件PSD-BPA为平台,在现有陆地风电场基础上建立了考虑集电海缆的海上风电场几种模型,分析了集中模型、陆地风电模型、陆地及海上风电模型下风电出力波动对沿海某局部电网静态电压的影响,并以陆地及海上风电模型为例,提出了风机和SVC协调控制策略.分析结果表明,海上风场近区电压水平整体偏高,电压波动受风电影响较大,风机和SVC协调控制策略能较好地解决海上风场近区存在的电压问题。     

并网风力发电场的最大注入功率分析

风力发电场的最大注入功率分析是风电场规划和运行的一项重要内容.文章建立了异步发电机的稳态数学模型,给出了包含风电场的电力系统潮流的交替迭代计算方法,并结合实际风电系统,分析了确定并网风电场最大注入功率的主要因素.计算结果表明,系统运行方式、风电机组无功补偿量、风电场与系统联络线的电抗与电阻之比的大小等都会影响风电场的最大注入功率,对于一个实际的风电系统,要最终确定其最大注入功率必须进行系统的计算分析.     

风电场等值建模研究综述

随着风电场规模的不断增大,对风电场中每台风机建模将造成计算量过大,不利于大型风电场的研究,需要对风电场进行等值化简。对双馈感应风机和直驱永磁同步风机两种当前热门机型的建模进行概述,同时介绍了潮流计算中风电场的处理方法,并对风电系统的等值进行了综述,包括风速的等值、风电场的分群、同群风机的等值方法、常用的参数优化算法及其对等值的影响。最后综述了含单一主流机型风电场通常采用的等值方法,并指出随着不同机型并存的大型混合风电场的增多,混合风电场等值建模研究的必要性及研究趋势。     

一种精确计及双馈风电机组损耗的潮流计算方法

针对目前含双馈风机的风电场潮流计算无法精确计及双馈风机内部损耗的问题,建立了含双PWM变流器影响的双馈风力发电系统模型,通过同时考虑双馈风力发电系统功率的流动关系和双PWM变流器损耗对双馈风力发电系统的输出功率影响,实现了双馈风机内部损耗的精确计算;将发电机定子、转子和虚拟内节点以及变流器节点作为潮流计算中的节点接入电网,进行潮流计算,并将结果与现有不考虑变流器损耗的方法进行对比,研究结果表明低风速时两种模型下的风电机组效率的差异较大;高风速时在潮流计算精度要求不高情况下,可忽略变流器损耗对风力发电系统的影响。     

变动风速作用下风电场对电网电压的影响分析

大规模风电场并网运行,在风速扰动过程中其输出功率的变化将对系统潮流产生影响。当遭受快速的风速变化时,不但需要考虑风电机组在风电场内的布置,而且还需要应用风电机组的动态模型来进行仿真计算。本文建立了以风速作为输入量的双馈变速风电机组的动态模型,并对风电场的等值方法作了简单介绍,最后以某实际电网接入风电工程为例,对风速扰动下风电场对电网电压的影响分析方法进行了说明。