风电场并网方式对地区电网电压的影响

随着风电装机容量的增加,在风电场规划设计阶段,选择合适的并网方式对地区电网的安全稳定运行非常重要。在介绍风电场运行特性、接入电网结构特点和分析影响风电场接入电网容量因素的基础上,以某地区实际电网为算例,对风电场以不同的并网方式进行了仿真,结果表明：在风电场出力稳定的情况下,分布式接入比集中方式接入具有较强的电压支撑能力;在风电场并网线路参数一致的情况下,分布式接入与集中方式相比,线损较小;在风电场受到渐变风、阵风、切除风影响时,风电场集中接入方式电压波动较小,分布式接入方式电压波动较大,集中接入方式有较强的电压抗扰动能力。     

计及风速波动特性的风电穿透功率极限计算

随着风电接入电网的容量日益增加,系统本身的调峰能力、电网输送空间和安全裕度成为制约电网消纳风电的因素;风速及风电系统的随机波动特性给系统的运行带来冲击和影响,并且风电的接入增加了系统节点电压、频率和支路潮流的随机波动性。基于风电场穿透功率极限的概念,从随机过程的角度分析出风速随机波动特性,提出了风速随机波动特性修正的风电场穿透功率极限优化算法。采用IEEE 30节点系统算例进行了对比验证。研究结果表明,该方法实现了对风电出力随机性的客观描绘,提高了风电并网容量规划方案的灵活性和可靠性。     

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。     

江苏海上风电接入系统若干问题探讨

结合江苏近阶段开发建设的海上风电场项目,介绍了海上风电接入系统并网的电压等级、并网回路数的选择原则,讨论了长距离海缆并网的大型海上风电场输电系统的无功平衡、内部过电压限制措施,并通过工程实例,探讨了一种解决大型海上风电场接入系统后引起电网电压波动的无功补偿配置容量计算原则及方法。     

风电引起的电压波动与闪变的仿真研究

风能存在随机性,大规模风电并网后会引起附近电网电压波动,风况、风电机组特性和电网状况会对风电引起的电压波动与闪变有影响。文章从风能和风力发电机组特性出发,建立了含风电机组的电网仿真模型,基于Matlab/Simulink搭建了仿真模型,研究了风电场所接入电网状况对风电引起的电压波动与闪变的影响。算例结果表明,系统短路容量和线路电抗与电阻比等对风电场的电压波动与闪变有较大的影响,通过选取合适的并网点和电压等级、合适的线路电抗与电阻比,能够有效抑制风电引起的电压波动与闪变。     

考虑风电概率特征的静态电压稳定在线评估方法

随着我国风电场装机容量的不断增加,风电场并网对电网静态电压安全的不利影响开始凸显,迫切需要对大规模风电并网情况下电力系统静态电压稳定的安全性进行评估。针对上述问题,提出了考虑风电概率特征的电压安全评估方法。首先,统计风电波动的概率特征,获取系统运行状态的概率分布;然后,应用基于广域测量下的戴维南等值方法计算各风电随机出力状态下各节点戴维南等值参数;最后,依据戴维南等值参数求取静态电压稳定裕度指标评估系统静态电压稳定状况。该方法将静态电压安全与概率分析充分结合,仅依据单状态断面即可评估系统静态电压稳定裕度,计算简单、迅速,适用于含风场电力系统静态电压安全稳定的在线监测。利用IEEE 9节点算例验证了所提方法的可行性和有效性。     

用于计算风电机组并网运行引起全电网电压波动的电流源等效法

风电机组并网运行时将使其接入电网的节点电压发生波动,进而引起闪变问题.为了估计闪变的严重程度,应当对全电网的节点电压波动进行测量或仿真.文章在分析风电机组输出电流特性的基础上,提出了简单的用于计算全电网电压波动的风电场电流源等效方法.仿真计算结果表明,该方法与其他电流源等效法的计算结果一致,可用于计算包含风电场的电网的节点电压波动.     

近海风电场接入对地区电网电压的影响和允许接入规模

近海风电场接入本地电源支撑不足的地区配电网时,风电出力波动引起的系统电压波动将是主要制约条件。文中研究近海风电场接入对地区电网电压波动的影响。首先,针对风电场定功率因数和定电压两种无功控制模式,推导了风电功率波动与接入点电压波动的量化关系。在此基础上,基于电压允许波动范围约束,建立了风电接入规模与节点短路容量的函数关系。在PSCAD/EMTDC中搭建近海风电场并网系统模型,对不同系统短路容量下风电场的最大并网容量进行了仿真测试,并与理论推导进行对照。最后通过珠海桂山风电场实际工程的仿真测算验证了模型的有效性。     

近海风电场接入城市电网规划原则

围绕近海风电场群接入电网的规划原则开展研究。系统总结了近海风电场接入电网的输电模式、并网电压等级、升压站无功补偿配置等规划方案选择问题。重点针对多个海上风电场接入同一区域电网时公共连接点(point of common coupling,PCC)点的选择问题进行了研究,通过理论模型分析了影响多个风电场接入后系统电压波动幅度的关键因素和电压波动的计算方法,并提出了PCC点选择的基本原则。通过珠海近海风电场群接入方案规划为实例,对比理论计算和数值仿真分析的结果,验证了所提测算方法的正确性。     

基于DDRTS的风储联合并网功率波动特性及电能质量研究

基于新疆某风电场出力实证数据,对比分析单台风机与整个风电场输出功率特性,论证风电功率间歇性和随机波动性大,但整个风电场输出功率具有自平滑特性,从不同时间尺度进行风电场波动特性量化分析。在DDRTS软件中构建区域电网模型,基于频率和电压稳定约束,仿真分析风电出力波动对电网电压、频率等造成的影响,研究区域电网容忍风电功率多尺度波动极限值的计算方法及规律特征。在不同时间尺度、不同极限风功率波动量情况下,进行电网的电能质量仿真分析。结果表明,构建风储联合并网系统,能有效平抑风电出力波动,降低风电并网对电网电压和频率的影响。     

风力发电潮流计算

正潮流计算是分析风电对电网影响的基础。基于风力发电的特点,分析了风电潮流计算的几种常用等值模型,并比较了其优缺点,对PQ模型的迭代方法提出了改进。风电场接入电力系统后,由于风电场的出力随风速的变化而随机变化,因此会使线路的功率、节点电压以及电网的频率产生波动,特别是大容量风电场并网时,可能会造成线路功率及节点电压越限的现象,另外也可能会因为风电机组端电压过低或者过高,引起保护装置的动作。所以,在风电场     

海上风电场运用柔性直流方式并网的无功控制研究

海上风电已成为我国沿海地区风电发展的趋势,为提高发电效率,海上风电场单机容量不断增大,风电场离岸距离从近海逐步向50 km外的深海拓展。由于大部分深海风电场采用柔性直流方式(VSC-HVDC)集中并网,电压管理与无功控制必须从电网、电源两方面着手,增强风电场、电网调压灵活性。本文针对柔性直流接入的大型海上风电场的无功规划及其控制策略开展研究。在不同接入容量的海上风电场群中通过采用推荐的无功控制方案,可以有效地改善风电集中区域电压运行质量,提高电网电压稳定水平,减少风电由于电压波动导致的大规模脱网的发生。     

大规模风电接入对电网电压稳定性影响的研究

并网风电场会显著影响局部电网的电压稳定性,为研究大规模风电接入对电网电压稳定性的影响,在PSCAD/EMTDC中建立了包含风电场的电网模型,以某实际风电场接入地区电网为例,详细分析和研究了三相短路故障情况下风电系统对电压稳定性的影响。仿真结果表明风电场无功补偿能力、故障点的位置以及故障切除时间等都将影响系统电压稳定性。通过提高风电场无功补偿能力、加快保护切除时间以及限制接入某点的风电容量,可提高风电接入系统的电压稳定性。     

大规模风电并网无功电压运行风险及应对措施

针对大规模风电接入省级电网的典型场景,在风电出力静态波动、风速快速大幅变化、风电规模化脱网等不同扰动情况下,评估了电网及风电场静态、动态无功电压运行风险,根据无功电压的不同波动特性,采取不同的无功电压控制方法,并对控制结果进行了仿真验证,提出了大规模风电并网的无功电压控制思路。     

考虑风资源影响的风电场电压波动和闪变评估

风电并网后引起的电压波动和闪变水平可能超出国家有关标准,造成严重的电能质量问题,因此,在风电并网之前需对这两者进行评估。采用了一种新的评估方法。区别于国际电工标准(IEC61400-21)中电压波动与闪变的评估,此方法考虑了风电场的风资源情况对这2个指标的影响。对风电场在不同出力下由阵风引起系统的电压波动进行计算,并用IEC闪变仪计算短时间闪变值Pst。用所提方法和IEC标准对我国某一新建的风电场进行评估。结果表明,所提方法不仅能有效地进行电压波动与闪变评估,而且能更好地考虑风速变化对风电场带来的潜在影响。     

大容量风电场中风速造成的并网问题研究

风电场群容量的增加使得风速变化对接入电网带来的问题将不可忽视。在大规模风电并网实际工程中,风速对其造成的影响需要考虑。本文针对其风速变化引起的电压波动、频率变化以及潮流计算的偏差进行了分析和综述,指出电压波动发生的机理、估算方法,波动的风电机组有功输出与电网之间的频率响应以及潮流计算方法所需进行的改进,最后提出了目前的解决方式。     

基于遗传算法的风电场最优接入容量问题研究

针对大规模风电场并网运行会引起接入系统节点电压越限、影响系统电压稳定性的问题,提出了采用遗传算法对系统稳态运行进行优化分析,并结合典型风速扰动和故障方式校验系统暂态稳定性的方法,确定风电场的最优接入容量。以某实际含风电场的电力系统为例,对所提方法的可行性和有效性进行验证,结果表明按照所提方法确定的风电场最优容量接入系统,稳态运行时可保证系统各节点电压合格,且风电场升压站母线电压和并网点电压接近额定电压,减小了风电并网对系统电压稳定性的影响;系统经历暂态过程时,可保证系统和风电场均稳定。     

风电接入对电网电压的作用机理

鉴于风电场并网运行对电网无功电压的影响很大,首先分析了风电场并网运行时对风电场以及电网的电压产生的影响机理,探讨了风电功率因数与电网电压波动的关系,并通过实例仿真验证了风电场电压与风电出力、功率因数之间的相关性。由此指出了风电场无功电压控制和无功补偿配置方面的一些对策和建议,要求风电场通过足够的无功补偿配置和无功电压控制策略将其高压母线电压控制在110.0～117.7 kV。     

不对称短路故障下辐射状风电场电压稳定性分析方法

随着风电场规模的不断增大，电网不对称短路故障期间，风电场与电网之间的耦合作用不断增强，电压失稳风险增大。针对现有风电场接入电力系统技术规定，在电网发生不对称短路故障持续阶段，研究辐射状风电场的静态电压稳定性分析方法。建立了考虑多风电场与连接线路的阻抗模型，根据不对称故障时的动态无功支撑要求，对多风电场的电压稳定性进行分析，获得了风电场和电网正负序阻抗之间的电压相互作用关系。分析结果表明，多风电场满足现有风电并网导则时，所提方法可准确判断电网不对称短路故障持续阶段的静态电压是否稳定。最后，通过仿真验证了理论分析的正确性和所提方法的有效性。     

风电并网时域和P-V曲线电压稳定性分析

近年来,越来越多的风电场接入电网,由于风电本身的随机性和不可预测性给电网的稳定性带来了极大的挑战。为了研究由于风速的不确定性,风电场并网和切机对电网的静态电压稳定性的影响,基于DIGSILENT/Power Factory(DPF)仿真软件,搭建仿真系统模型,研究分析了风电场接入系统后对电网静态电压稳定性的影响。在此基础上对比分析加装静止无功补偿器(SVC)和并联电容器前后对电压的静态稳定欲度的影响。仿真曲线分析表明,风电场容量越大,其接入和退出时对系统影响也越大;加入无功补偿装置后能够有效地增大电压静态稳定欲度,提高风电并网的接入容量和风电的极限穿透功率。