计及机组运行工况的风电场有功功率控制策略

为了减小大规模风电场并网对电网稳定运行带来的不利影响,风电场发电功率能按要求进行调节已经成为强制性要求.目前在风电场有功功率控制过程中,往往忽视了风电机组的具体工况,从而导致机组的频繁起/停.针对以上情况,提出了一种计及机组运行工况的风电场有功功率控制策略.该策略首先根据机组预测发电能力及机组运行工况分别生成有功增/减裕度队列和开/停机队列,然后利用有功功率分配算法将功率分配给风电场中的风电机组.实际风电场的试验结果表明,采用所提出的控制策略不仅可以实现风电场有功功率的快速、精确控制,而且能够避免风电机组频繁起/停,降低风电机组的故障率,提高风电机组运行的稳定性和安全性,延长风电机组的使用寿命.     

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。     

基于功率平衡控制原理的双馈风电机组辅助调频方法

高比例的风电并网给电网的功率平衡与频率稳定带来了严峻的挑战,如何充分发挥变速风电机组的有功备用潜力,研究风电场快速可控的调频控制方法成为提高风电消纳能力的关键问题。提出适用于全风速工况的变速变桨距风电机组的改进型有功控制策略,有效地实现了风电场响应电网功率调度指令减载运行并提供旋转备用。考虑风电场分散接入场景,针对机组跳机和负荷脱网等可监测的、大容量的单一扰动/故障事件,基于功率平衡控制原理提出风电场的辅助调频协调控制新方法,在电网功率发生突变时,根据风电场与扰动节点的最短电气距离,合理启动和分配不同风电场的紧急功率控制容量。仿真结果表明,所设计的风电场有功-频率控制方案能从降低暂态频率偏差幅值及减小频率恢复时间两方面,有效地提升系统发生扰动后的频率稳定性。     

SVC与桨距角控制改善异步机风电场暂态电压稳定性

研究了改善异步机风电场暂态电压稳定性的措施。基于普通异步机的恒速风电机组是目前世界上应用最为广泛的风电机组之一，由于其发出有功功率的同时吸收无功功率，会导致接入风电地区电网的电压稳定性降低。文中在DIgSILENT/PowerFactory中建立了静止无功补偿器（SVC）控制模型及风电机组桨距角控制模型，通过包含风电场的电力系统仿真计算验证了模型的有效性及其对异步机风电场与电网暂态电压稳定性的贡献。研究结果表明，在接入风电地区电网发生三相短路的大扰动故障时，SVC能够有效地帮助恒速风电机组在故障后恢复电压，提高输出的电磁功率，桨距角控制能够有效地降低恒速风电机组的输入机械功率，以上2种措施能够避免风电机组机械与电磁功率不平衡引起的异步发电机超速及电压失稳;采用SVC及风电机组桨距角控制能够改善异步机风电场的暂态电压稳定性，确保风电机组连续运行及电网安全稳定。     

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。     

双馈型风电机组的惯性控制

在分析双馈风电机组运行特性和控制策略的基础上,提出双馈风电机组的惯性控制策略.该策略附加一个频率控制环节来为风电机组的有功功率控制系统提供一个额外的有功参考信号,进而使风电机组能够及时响应系统频率来调整其有功输出.通过对含风电装机容量系统的仿真分析,验证该控制策略在系统出现功率不平衡后,能够利用双馈风电机组的惯量使风电场具备对系统频率快速响应的能力,从而提高了基于双馈风电机组的大规模风电场接入电网后的电力系统频率稳定性.     

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。     

风电场有功功率控制策略研究

风电场传统的有功功率分配以平均分配为主,未能充分考虑风电场内机组的运行信息。对此,提出了一种基于机组分类的有功功率控制策略,即根据风电机组的出力特性、运行状态和功率预测等情况对风电机组进行分类,按不同类型风电机组升降功率能力的不同,依次对每类机组进行控制,从而提高风电场有功功率输出的准确性和响应速度。通过仿真分析,所提风电场有功功率控制策略能够较好地协调风电场有功出力。     

考虑定桨距和变桨距风机联合控制的风电场有功功率控制策略

风电出力的随机性对电网运行带来不利的影响,随着大规模风电接入电网,电网公司要求风电场必须具备一定的有功功率调节能力。考虑到目前部分风电场定桨距风机和变桨距风机并存的现状,提出了一种考虑定桨距和变桨距风机联合控制的风电场有功功率控制策略。首先根据风电间接功率预测方法分析风电场可调有功功率潜力,并通过优先调整变桨距风力发电机组出力来减少定桨距风机的启停次数,且所提策略仅在变桨距机组无法满足功率调节要求时,对定桨距风机进行启停控制。提出的定桨距风机启停算法考虑选择影响较小的风电机组进行启停控制,以尽可能减小系统控制的超调量。以内蒙古某风电场实测数据进行算例分析,结果验证了所提控制策略的有效性。     

风电场一次调频控制方法及试验研究

目前大量并网的风电机组按最大功率跟踪曲线运行,其功率不能响应电网频率的变化,不具备一次调频功能,这将严重影响电网的安全稳定运行。在分析风电场运行状况基础上,提出在现有风电场机组中加入虚拟惯性控制策略,以提高风电机组输出功率快速响应电网频率变化的能力;通过在风电场集中引入下垂控制策略,获得风电场一次调频总功率,再经过风电场能量管理平台分发给各台风电机组,实现风电场一次调频功能。现场试验结果表明,风电场机组能够像常规发电机组一样进行电网一次调频,其一次调频响应有功功率的速度优于水电机组指标规定的要求。     

海上风电场接入电网技术规定解读

以规范海上风电发展为指导思想,以确保电网安全稳定运行为基本目标,从标准适用范围、有功功率、无功电压、故障穿越、电能质量、仿真模型和二次系统等方面,解读海上风电场接入电网技术规定,为明确海上风电场应具备的并网特性,规范海上风电场接入电网,保障海上风电场接入电网后电力系统的安全、可靠运行提供重要依据。     

风电智能有功控制系统研究与实现

风电场大量、快速和成规模接入电网,给电网有功调度与控制带来新的挑战。针对新疆电网风电发展现状,开展了风电有功控制系统的研究和讨论,通过对国内类似控制系统分析,结合新疆电网的实际情况,提出了适应新疆电网的风电控制系统的建设方案思路,同时通过实践也在风电场有功功率快速、精确控制方面验证了此技术方案。为在保证电网安全稳定运行的基础上最大限度地接纳风电资源提供了技术支持,也为类似系统建设提供了借鉴思路和参考。     

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。     

中外风电规程关键技术要求研究及其探讨

文中研究了当今世界重点风电市场区域的风电场/风力发电机组接入电网技术规定,归纳并分析了风力发电机组设计所需要考虑的风电接入电网技术要求,如有功功率控制、无功功率控制、低电压穿越、高电压穿越、电网适应性、电能质量;同时以风电机组低电压穿越特性为案例,重点探讨了3种主流风电机组低电压穿越能力与电网之间的相互影响,以及各类风力发电机组低电压穿越特性的基本解决思路,对风电场运营部门和电网调度部门有一定的参考价值。     

中欧风电规程有功和无功控制的比较研究

针对中国国家电网的<风电场接入电网技术规定(修订版)>和欧盟主要风电强国的相关电网接入规范中关于有功/频率控制和无功/电压控制的内容做出详细的比较,探讨造成这些不同规范间差异的主要原因,并对今后技术规定可能的变化趋势做出预测.通过比较发现,不同电网规程的有功和无功控制要求,除了和风电机组的技术水平相关外,还和接入电网的短路容量密切相关;此外,接入电网的风电场容量越大,风电场接入电网的电压等级越高,要求的功率因数运行范围也越宽,对相应的无功调节能力也要求越高.在风电比重不断增加的背景下,本研究对我国电网的调度、运行和风电设备的开发有一定参考价值.     

新疆风电场有功功率控制策略与实现

风电场大量、快速和成规模接入电网给电网有功调度和控制带来新的挑战。文中阐述了在能量管理系统的自动发电控制基础上开发的风电场有功功率控制策略,介绍了该控制策略的实现方案和在风电场通信方式、风电机组控制逻辑的相应技术措施。实际风电场的试验结果表明,采用所提出的控制策略可以实现风电场有功功率的快速、精确控制。     

风电场集中接入对区域电网的影响分析

在电力系统仿真分析软件DIgSILENT/Power Factory中建立详细的风电机组和风电场模型;以某地区风电接入实际工程为例,分析大规模风电集中接入对电网运行的影响.通过对风电场接入后系统潮流计算分析.说明在多个风电场汇集后单点接入系统时应该注意的问题.如需要在风电场和电网侧均安装无功补偿装置等.通过研究风电场接人后对系统暂态稳定性的影响.说明风电场接入地区电网会对电网的稳定造成一定的影响,影响程度与电网强弱、风电机组暂态特性及故障形式等相关.     

不同风电机组的低电压穿越能力分析

应用Matlab 7.0建立了含不同风电机组的风电场动态模型,用于研究包含恒速异步风力发电机和双馈异步风力发电机的风电场对电网的影响,通过仿真分析电网发生严重三相短路故障后不同风电机组的低电压穿越能力,以及加装静止无功补偿器(SVC)后风电机组的低电压穿越能力.比较风电机组转速、有功功率和无功功率变化情况,得出结论:双馈异步风力发电机变速平稳,低电压穿越能力较强,有利于优化电能质量.当电网发生故障时,针对风电场中的不同风电机组应采用不同的策略来提高风电机组的低电压穿越能力,维持电力系统的稳定运行.     

含双馈风电场电力系统暂态稳定性分析

随着风电装机容量的增长,风电场接入运行对电力系统稳定性的影响不容忽视。借助单机无穷大系统分析了双馈风电机组的自身稳定性,发现双馈感应发电机转子运动没有机电暂态失稳现象,但存在电磁暂态失稳现象;研究了双馈风电场与同步电机运行在典型接线方式下系统稳定性的差异和变化。仿真算例表明,由于双馈风电机组有功功率的快恢复特性,可能使含双馈风电场混合电力系统的暂态稳定水平显著降低。     

大型集群风电有功智能控制系统设计

分析了大规模风电接入甘肃电网对调度运行产生的影响,提出了风电有功功率控制的思路,介绍了大型集群风电有功智能控制系统的配置方案、系统功能、控制策略设计原则,以及控制系统与风电场之间的控制接口方案和控制方法.该系统已投入工程运行,使得各风电场的发电量普遍提高,取得了很好的控制效果,既保证了风能这一绿色能源得到有效开发和充分利用,又保证了电网的安全稳定运行.