海上风电场内部电气系统合闸过电压仿真分析

随着海上风电场的规模越来越大,针对其内部电气系统的研究得到国际上的关注.文中对海上风电场内部电气系统可能出现的合闸过电压进行了仿真分析.用PSCAD/EMTDC电磁暂态仿真软件分析了有无运行馈线2种方式下的合闸过电压过程,并解释了二者过电压机理,考察了内部电气系统的不同设计参数对合闸过电压的影响,为海上风电场内部电气系统的设计以及风机端升压变压器的绝缘设计提供了一定参考.     

海上风电场内部电气系统布局经济性对比

海上风电场内部电气系统布局方案是近年来研究的热点,不同的布局方案直接影响风电场的投资成本和输出电能的可靠性等风电场经济运行指标。在已有4种布局基础上提出了多边环形布局,并在综合考虑投资成本和故障机会成本（由于海底电缆故障所损失的应得发电收益）这2个因素后对5种布局方案的总成本进行了评估,对影响总成本的几个重要参数进行了灵敏度分析。     

考虑电缆故障时海上风电场电气系统开关配置方案的经济性比较与分析

随着海上风电的迅速发展,海上风电场内部电气系统设计受到广泛关注。针对目前较常用的放射形布局,从开关配置的角度对其经济性进行研究,在传统开关配置方案基础上提出了开关完全配置方案和开关部分配置方案,并在综合考虑了投资成本和由于海底电缆故障引起的故障机会成本2个因素后,对上述3种开关配置方案的总成本进行评估,对影响总成本的开关设备价格、电缆故障率和故障维修时间等进行了灵敏度分析。分析结果表明,从经济性角度考虑,开关部分配置方案是3种开关配置方案中的最优选择。     

海上风电场输电方式的经济性分析

介绍了海上风电场交流输电与柔性直流输电两种组网方式及其优缺点.通过算例分析了容量为100、500、1000 MW的海上风电场投入与距离关系,对比了采用高压交流输电和柔性直流输电两种不同输电方案的经济性.在阐述这些输电方式特点和相关操作的同时,对设备的投资、运行和维护成本等进行了评估,得出海上风电场采用柔性直流输电方式更为经济.     

基于Q学习粒子群算法的海上风电场电气系统拓扑优化

针对多变电站海上风电场的电气系统拓扑优化,现有的方法一般根据预先确定的变电站个数将整体海上风电场划分为几个固定的子区域,然后分别进行独立的电缆连接布局优化,最终聚合得到整体方案.然而,采用固定的划分策略很难得到全局最优方案.因此,考虑多海上变电站选址、电缆选型、功率损耗等因素,以最小化成本为目标,建立多变电站海上风电场的电缆连接布局优化模型,并提出一种基于Voronoi自适应分区的Q学习粒子群算法进行求解.所提出的算法以Q学习粒子群算法为核心,设计一种基于Voronoi图的自适应分区策略实现自适应分区,并结合相应的编解码策略实现不同分区的电缆连接.最后,通过算例分析证明所提出模型以及算法的有效性.     

海上风电场输电方式研究

海上风电对于推动我国绿色转型发展、保障东部负荷中心能源电力供应具有重要意义。目前我国海上风电项目以近海海上风电项目为主,未来随着技术进步、成本下降,海上风电将向规模化、深远海化趋势发展,如何实现大容量海上风电的远距离输送是一个极具现实意义而又十分迫切的课题。本文在借鉴现有海上风电项目实际经验的基础上,重点分析交流输电方式和柔性直流输电方式等海上风电主要输电方式存在的问题,对不同输电方案的技术性和经济性进行对比研究,通过相关论证分析对海上风电输电方式的选取提出建议。     

欧洲海上风电场建设

欧洲海上风电场的建设目前领先于全球,其风力发电场技术正日趋成熟,装机容量和规模也越来越大。回顾了全球海上风电场的发展状况,重点介绍了英国Scroby Sands和丹麦Nysted海上风电场的设计、制造、安装、维护和运行经验,可为我国海上风电场的建设提供参考。     

海上风电场并网控制系统建模与仿真

针对海上风电场容量大、距离远的特点,提出了基于电压源换流器（VSC）高压直流输电（HVDC）的海上风电场并网方案,分析了双端口VSC-HVDC的基本运行原理和VSC的数学模型,建立了连接风电机组侧VSC的功率控制器和连接并网侧VSC的电压控制器。为验证方案的可行性,在MATLAB/Simulink中建立了双端口VSC-HVDC的海上风电场并网模型,并模拟实际运行情况进行了仿真验证。仿真结果表明,提出的并网方案以及设计的控制系统能够实现海上风电机组的并网和稳定运行。     

浅谈海上风电场电力系统

海上风电场电气系统的设计方式直接影响风电场的可靠运行、有功损耗、投资成本等。文章从风电场电气系统的4个主要因素进行介绍和分析,并根据项目规划,结合水域特点,对其在设计、施工和运行等阶段可能出现的问题进行了阐述,为海上风电项目的建设提供参考。     

大规模海上风电场并网接入方式

海上风电场以其储量丰富、风力稳定、干扰少等特点,受到越来越多的关注,是未来风力发电发展利用的大趋势。对比分析了适用于海上风电场并网的高压交流(HVAC),常规高压直流(LCC-HVDC)和柔性直流输电(HVDCFlexible)3种并网方式,并着重探讨了几种柔性直流输电并网的具体方案以及适用于海上风电场的直流换流站拓扑结构。     

近海风电场关键技术

介绍了近海风电场特点、发展态势及关键技术,分析国外近海风电场建设实施案例,并围绕近海风电场优化配置与评估、近海风电场电气传输技术、近海风电场系统接入与稳定运行开展研究,提出了相应的实施及解决方案.     

海上风电场内部电气接线系统的研究

海上风电场的电气接线系统的设计方式直接影响风电场的可靠运行、有功损耗、投资成本等设计评估与使用性能.以规划中的东海大桥海上风电场为例,讨论了其内部接线系统的不同设计方案.在MATLAB/Simulink平台上进行仿真、计算,通过分析与对比,最后得出有益的结论.     

大规模海上风电场电力输送方式研究

目前海上风电场建设迅速,正在向规模化、深远海化趋势发展,场内的功率送出需求已成为风电技术发展研究的热点之一。文中介绍了适用于海上风电的电力输送方式：高压交流输电、高压直流输电和分频输电,分析总结其拓扑结构、特点、研究现状及成果。高压直流输电技术应用研究广泛,根据实际需要衍生技术多样,本文对其进行了梳理。结合海上输电需求,思考现阶段发展境况,对大规模海上风电场电力输送方式做出总结。     

海上风电场集电系统拓扑结构优化研究

为了优化海上风电场集电网络拓扑结构,选取受拓扑结构影响较大的中压海底电缆一次投资成本和运行损耗成本作为优化模型。通过改进模糊聚类算法,以集电系统电缆使用总长度最小为目标函数将风电场分区,在以Delaunay三角剖分技术形成的网络上动态调整各边权值并反复迭代后得到总费用最小的树状优化拓扑。算例结果证明算法的有效性,且传统的基于风机间距离的最小生成树算法优化结果得到进一步改善。     

直流输电技术在海上风电场并网中的应用

海上风电场具有风速高、风力稳定、各种干扰少及发电量大等特点,风电场由陆地向海上延伸,是未来风电发展的大趋势。根据海上风力发电的特点,介绍和分析海上风电场采用交流输电技术、基于相控换流器(PCC)的传统高压直流(HVDC)输电技术和基于电压源换流器(VSC)的轻型HVDC输电技术的3种并网方式,说明采用后面2种HVDC并网方式的特点和应用场合,并指出HVDC应用于海上风电场并网需要研究的问题。     

我国海上风电发展的若干问题初探

国外的近海风电场建设已进入大规模发展阶段,我国的海上风电场建设也已启动。介绍了国内外海上风电发展的概况,对海上风电技术和海上风电场投资进行了分析,探讨了我国发展海上风电所面临的一些问题以及应采取的相应对策。     

海上风电场内部集电系统拓扑设计

在分析现有海上风电场集电系统典型拓扑结构的基础上,运用Matlab/Simulink搭建集电系统拓扑模型对其进行分析;综合考虑集电系统的经济性能与电气性能,提出综合评价集电系统综合性能的指标,据此设计综合性能指标最优的集电系统拓扑,验证了所提出的集电系统综合性能指标的有效性,为海上风电场工程设计人员提供有重要价值的参考。     

多端多电平柔性直流系统在海上风电场中的应用

针对交流输电技术和传统直流输电技术在海上风电场应用中的不足,以及保障岛上负荷正常供电的要求,提出了多个海上风电场及岛上负荷经多端多电平柔性直流系统并网的策略。建立了d-q旋转坐标系下的VSC-HVDC数学模型,并且设计了各换流站的控制策略。仿真结果表明,风电场经多端直流系统与陆上电网实现了互联,风电场发力不足时功率反转,即陆上电网向岛上负荷供电,保障了岛上负荷的正常供电。该并网方式灵活可靠,是海上风电场及岛上负荷与陆上电网的最优联接方式。     

海上风电接入柔直系统交流侧故障特征及对保护的影响分析

柔性直流输电是解决大规模海上风电远距离外送问题的首选方案。然而,柔直送端交流系统发生故障时,线路两侧短路电流均由电力电子换流器提供,系统的故障特征发生了根本性变化,直接导致传统保护性能的下降、甚至不正确动作,影响系统的安全运行。因此,针对永磁风电场经柔直外送的拓扑,分析了柔直送端交流侧故障的特征,并结合交流侧故障穿越控制目标提出了换流器短路电流解析表达方法。理论分析表明,当风电场弱出力时,仅由柔直换流器提供短路电流,且短路电流呈现出幅值受限特性、甚至低于额定电流;当风电场正常出力时,柔直换流器与风电场均提供短路电流,且二者控制目标不同,两侧同相别短路电流必然存在相角差。基于故障特征的研究,对现场常用的保护原理进行了性能分析,获知了线路距离保护、差动保护均会存在性能下降的问题。在PSCAD/EMTDC中建立了风电柔直送出系统的精细化模型,验证了理论分析的正确性,为现场保护配置以及保护新原理的研究提供了理论基础。