大规模风力发电机脱网故障模型研究与展望

对大规模风力发电机（以下简称风机）脱网事故进行分析并对故障模型进行综述.比较了常规电厂和风电场的区别,分析总结风机种类及其故障特征,在此基础上探讨风电发展及其并网技术,并对风机低电压穿越能力进行分析.通过研究国内外风电并网技术,对风机脱网事故原因进行分析,阐述了各种风机脱网故障模型的仿真效果,最后针对风机脱网故障模型问题提出总结及展望,认为应加强风电机组电磁暂态通用模型研究.     

大规模风电机组脱网原因分析及对策

针对酒泉风电基地2011年发生的几次大规模风机脱网事故,根据现场调查和录波数据分析得出起因是风电场电气设备故障引发相间短路故障,引起站内和系统电压跌落,在此期间大量风机因不具备低电压穿越能力而脱网;故障切除后系统电压恢复,各风电场的无功补偿装置无法及时进行自动电压调整,引起系统电压升高,导致部分风机因过电压保护动作脱网。据此从工程实用角度提出了改造风电机组、完善风电场集电系统及保护配置等措施,并结合大型风电基地特点提出可以合理避免大规模脱网事故进一步研究的问题。     

基于PSS/E的大规模风机连锁脱网事故仿真

频繁发生的大规模风机连锁脱网事故是阻碍国内风电可持续发展关键因素之一,针对由短路故障引发的风机连锁脱网问题,对事故的典型发展过程进行了详细分析。首先,介绍了张北沽源地区风电汇集系统结构,列举了PSS/E中双馈风机模型及动态无功补偿装置控制模块的工作原理,最后基于PSS/E搭建了张北沽源地区风电汇集系统模型,模拟了由故障引起的风机连锁脱网事故的典型过程。     

大规模风电接入对继电保护的影响与对策

酒泉风电基地2011年发生了几次大规模风机脱网事故,结合大规模风电及其接线特点和继电保护配置,调查了存在的问题。在此基础上进一步分析了风电出力、故障地点和过渡电阻的不确定性的特点和对各元件所配继电保护的影响,提出了完善风电场集电系统、改进保护装置和做好风电及其并网和送出系统事故数据收集及分析工作等对策,并探讨了适应风电不确定性的故障分析手段、故障分量提取、重合闸策略等进一步研究的问题。     

贵州某区域电网风机脱网事故反演与分析

近年来贵州省大力发展风电,但其大部分风电场远离负荷中心,从地区电网末端接入,存在局部电网稳定性相对薄弱的情况。针对贵州某区域电网发生的大规模风电机组连锁脱网事故,在DIgSILENT/PowerFactory平台上采用实际参数搭建风场及电网模型,并进行事故反演仿真。基于该反演仿真,进一步梳理了事故中大规模风电机组脱网的发展过程,分析了风机脱网对该区域电网电压和频率稳定的影响。最后,基于该区域电网模型,对提高风电机组低/高电压穿越能力、应对大规模风机脱网的策略进行了验证分析,仿真实验结果表明以上策略应用到该区域电网中的具有有效性及局限性,可为研究其他区域电网类似问题提供参考。     

国家电网公司将进一步加强风电并网管理

国家电网公司在京召开加强风电并网管理座谈会,进一步总结风机大规模脱网事故的经验教训,落实加强风电并网管理的措施。据国家电力调度通信中心统计,今年以来,公司经营区域内发生35起风机脱网事故,累计有3 800多台风机脱网,给电网安全稳定运行和可靠供电造成严重影响。公司及时开展事故风电场整改工作,     

张北地区风电汇集区域风机脱网问题探讨

近年来我国风电发展迅速,风电接入规模和风电增长速度位居全球第一,张家口地区电网风电接入规模已经居国内前列。大规模风电集中接入电网后,电网的调度运行将面临风电并网带来的一系列问题,其中由于电压波动造成风机脱网问题倍受关注。介绍了张北地区电网结构和风电汇集站基本情况、风电场及其无功配置基本情况,并对张北地区典型的风机脱网事件进行了探讨,分析了风机脱网的原因,并得出目前张北地区风电汇集接入电网背景下所存在的无功补偿及电压问题。     

大规模风电基地风机脱网分析

风电场的大规模建设,给电网规划和运行都带来了挑战。自2011年年初,各地风机大规模脱网事件频发。华北电网所辖风电场自1月1日至4月17日出现脱网超过300 MW的故障共计12次,给运行调度带来很大困难。文章以百万千瓦级风电基地佳鑫风电场35 kV线路故障引起的一次大规模风机脱网事件为例,详细分析了事故经过、事故原因,并对于防止此类事故的发生提出了建议。     

Nordex：确保风机高可利用率和高电量产出

“Nordex的机组可以全面满足我国即将出台的风电并网技术国家标准,而且可以满足ZVRT,即零电压穿越功能.”谈及自2011年2月24日以来接连发生的风机脱网事故让部分整机制造商不得不面对风机低电压穿越功能改造的问题时,Nordex中国工程部总监倪忠仁博士如是表示.     

我国发展风电产业的战略性分析

近年来,我国风电产业发展突飞猛进,风机产量和风场装机总容量连年全球第一。然而,伴随着风场风机重大质量事故频发、大规模脱网事故频发、以及风电上网难、“弃风”严重等问题的出现,风电制造企业亏损裁员,风电产业发展前途成为问题。从能源持续发展、环保和碳减排、均衡区域发展、履行国际义务等角度,分析了风电的比较优势,阐明了风电产业长远发展的战略意义。     

Accident of Large-scale Wind Turbines Disconnecting from Power Grid and Its Protection

There were many accidents of large-scale wind turbines disconnecting from power grid in 2011.As singlephase-to-ground fault cannot be correctly detected,single-phase-to-ground fault evolved to phase-to-phase fault.Phase-to-phase fault was isolated slowly,thus leading to low voltage.And wind turbines without enough low voltage ride-through capacity had to be disconnected from the grid.After some wind turbines being disconnected from the grid,overvoltage caused by reactive power surplus made more wind turbines disconnect from the grid.Based on the accident analysis,this paper presents solutions to above problems,including travelling waves based single-phase-to-ground protection,adaptive low voltage protection,integrated protection and control,and high impedance fault detection.The solutions lay foundations in theory and technology to prevent large-scale wind turbines disconnecting from the operating power grid.     

动态无功补偿对风电场暂态电压的影响及控制策略

近年来大规模风电机组连锁脱网事故频发,严重威胁电网安全稳定运行,风电机组脱网机理与防御控制策略需深入研究。首先从理论上分析了含动态无功补偿装置的风电场在电网故障期间风机机端高电压现象的机理,仿真分析了静止无功补偿器（static var compensator,SVC）响应时间对风电场暂态电压特性的影响,指出SVC暂态无功调节的滞后性是导致故障下风电机组因高电压脱网的主要因素,并提出了电网故障下风电场的无功协调控制策略：即通过协调SVC与风机自身无功出力,在故障发生时紧急闭锁SVC,投入风机跨接器（Crowbar保护电路）,在故障清除后经一定延时重新投入SVC,从而提高风电机组的故障穿越能力。仿真结果表明该文提出的控制策略能有效抑制故障下风机高电压脱网问题。     

大规模风电集中并网对电力系统安全稳定的影响

随着甘肃酒泉“陆上三峡”10 GW级风电基地一期工程的投产,大规模风电集中并网对电力系统的影响逐步显现,尤其是2011年2月24日以来酒泉风电基地连续发生多次大批机组脱网事故,对电力系统安全稳定运行造成了重大影响。以酒泉风电基地为例,分析了大规模风电集中并网存在的调峰、送出能力、电力消纳、无功电压控制、有功控制和频率稳定等方面的问题,研究了大规模风电集中并网对电力系统安全稳定的影响,并提出应对措施与建议。     

风电并网后对华北电网调峰的影响

风电并入电网给系统的调峰带来很大影响,风电特有的随机性、波动性等特性影响着系统的稳定运行。文章针对风电并网后对电网调峰的影响问题,以华北电网的实测数据为分析对象,直观显示了风电出力在不同时段的波动特性。对比分析了风电的月、日出力特性与华北电网的负荷特性之间的关系,讨论了风电并网后对华北电网调峰的影响,得到了风力发电给电网调峰带来负面影响的关键月份。论文成果对于风电并网参与调峰提供了参考。     

千万千瓦级风电基地集中接入条件下风机涉网特性对电网安全稳定运行的影响

中国第一个千万千瓦级酒泉风电基地已初具规模,首次实现了风电"分散接入分散消纳"向"集中接入规模外送"发展模式转化的历史性跨越,但风电因其有别于常规电源的涉网特性,不能满足电网恶劣工况下运行控制的需要,给电网带来了巨大的安全风险。结合西北电网酒泉风电基地的发展、运行现状,深入分析了目前大规模风电集中并网后电网存在的问题;提出了"多次穿越、零电压穿越、高电压穿越、暂态无功电压支持以及有功、无功优化控制方案"等适用于大规模风电集中并网的关键技术创新要求,以及相应提升风机涉网性能的建议措施,初步探讨了风电基地由"集中接入分散控制"向"集中接入集中控制"模式转变的运行控制思路。     

风电场接入电力系统研究的新进展

近年来，由于国家政策的促进，我国风资源丰富地区的风电穿透功率迅速增长。截至2006年底，我国的风电总装机容量达到2 589 MW，年增长率高达105.5%。由于装机容量较大的风电场一般接入220 kV输电网，风电场接入后对电网的影响范围更大了。在中国，风资源丰富地区一般都远离负荷中心，电网结构也比较弱，因此，大规模风电接入电网后出现了输电线路过载、电压水平降低、系统暂态稳定性改变等问题。另外，电力系统的调度和运行也受到风电间歇性的影响，需要电力系统备用来补偿风电的波动。本文主要研究风电场接入对电网带来的各方面影响，阐述了风电场接入电力系统研究的新进展、研究方法及相关结论，最后给出了解决相关问题的技术方案。     

风电供热提高低谷风电消纳能力评估

随着中国风电开发利用规模持续扩大,风电并网运行和市场消纳已成为风电发展的制约因素,特别是在冬季夜间负荷低谷时段．受热负荷影响．风电弃风问题尤为突出。在中国东北、西北等风能资源丰富、冬零采暖期长、热电联产机组比重高的地区开展风电低谷供热。对于促进风电消纳、缓解风电冬季运行困难具有重要作用．中国已经开展风电供热试点。研究了风电供热的原理,并结合风电供热实践特点,分析了风电供热的运行特点、风电供热对于提高低符风电消纳能力的作用以及风电供热的前景．结合案例对风电供热提高风电消纳能力的作用进行了定量分析。案例研究表明,风电供热有利于提高低,谷风电的消纳能力,但就中国目前风电供热运行特点而者,其提高低谷风电消纳能力的潜力有限．要完全解决低谷时段的风电消纳问题还需要考虑其他措施。     

台风暴雨灾害下的110 kV线路倒塔与断线事故评估方法

沿海地区台风暴雨灾害频发,极易引发输电线路倒塔、断线等事故.为此,针对110 kV输电线路提出一种同时考虑台风暴雨灾害下倒塔与断线事故的评估方法.首先,分别建立台风与暴雨荷载模型,刻画台风风场中任意位置的风雨荷载;其次,对110 kV线路不同的输电塔型分别建立有限元模型,考虑风雨荷载的相关性,分析风雨荷载下线路和铁塔的...     

从世界发展趋势展望我国风力发电前景

对世界风电发展历程和趋势进行评述，提出我国今后风电发展的思路和设想。介绍国外鼓励风电的政策变化和成功的经验，对2020年风电占总电量12％的可能性进行讨论。就我国离网风电商业化和井网风电机组设备制造能力的形成、风电场发展现状和风电特许权示范项目的主要内容进行介绍。     

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。