异步风力发电机等值及其短路特性研究

研究了风电场联络线路接地故障时风电场提供的短路电流,从理论上分析了影响风电机组短路特性的主要因素。结合风电场风电机组的布置、接线情况将风电场等值为多台风电机组,利用Jensen模型计算等值风速,并以张家口某风电场为算例,验证了上述等值方法的合理性。针对风电场典型运行方式,以PSCAD/EMTDC为平台仿真研究了风电场投入运行的机组数、输出有功功率,故障类型、故障点对故障特性的影响,仿真结果与理论分析相吻合。     

风电场短路试验与风电短路特性分析

为验证风电高集中汇集在电网故障时的短路特性和对电网的影响,山东电网开展了接入荣成站110 kV风电场送出线路单相接地短路和风电场35kV馈线三相短路试验。依据短路故障录波数据,分析比较不同类型风电机组的短路电流特性,分别得出了含鼠笼型、双馈型和直驱型风机的风电场在不同短路条件下短路电流的特性规律,对于今后实际电网中风电集中接入下短路电流水平的评估具有重要的指导意义。     

风电场故障特性仿真研究

在DIgSILENT/Power Factory中构建了含风电场的电力系统仿真模型,对由恒速异步风电机组和双馈异步风电机组构成的风电场的故障特性及其影响因素进行了仿真研究,对比分析了不同类型的风电机组与相同容量的同步机组的故障特性的异同。仿真和分析结果表明：不同类型的风电场在系统故障时提供的短路电流不同,并远小于相同容量的同步机组所提供的短路电流,因此可以在短路电流过大的地点建设相同容量的风电场而不是传统的火电厂;在含风电场的配电网中,要考虑风电场对继电保护的影响,在风电接入系统的可研阶段不能简单将风电场视为相同容量的同步机组进行研究。     

并网型风电场动态无功补偿方案的仿真

目前对于并网型风电场内无功不足进行无功补偿普遍采用的方式是在异步风力发电机端并联电容器组.随着电力电子技术的迅猛发展,该补偿方式已经显现出明显弊端,将动态无功补偿装置应用到风电场中已经成为一种必然趋势.给出了风电机组模型、动态无功补偿装置模型;建立了并网风电场的仿真模型;将SVC和STATCOM这两种动态无功补偿装置分别应用到风电场中并进行了仿真对比.     

含风电场的电力系统频率特性动态仿真分析

针对风电接入电力系统后对其稳定性的影响问题,阐述了含风电的电力系统动态仿真模型(风电机组模型包括恒速异步风电机组和双馈变速风电机组),仿真分析了电网侧发生扰动及风电场侧发生扰动情况下风电系统的频率响应过程,以及风电并网运行对系统频率的时空分布特性的影响。仿真结果表明,电网侧发生扰动及风电场侧发生扰动情况下,两种不同风电机组对系统频率的作用及影响不同,风电并网运行对频率的时空分布特性产生了重要影响。     

基于绕线式异步发电机的风电场并网暂态稳定机理分析

随着许多大容量风电场直接并入输电网,电网受风电的影响程度已不客忽视.针对目前基于绕线式异步发电机(WRIG)的风电场并网的情况,通过详细分析WRIG风电场的暂态特性,将WRIG风电场在暂态过程中的制动作用简化等值到近端同步发电机上,进而提出一种采用经典等面积定则定性分析WRIG风电场近端同步发电机暂态稳定性的方法.最后通过仿真验证了该分析方法的正确性,并比较了WRIG风电场与同步发电机参与系统暂态调节的效果.     

基于PSCAD的并网风电场电压稳定性分析研究

我国风电场多建在薄弱电网,一定规模的风电场接入局部电网后势必带来电压稳定问题,影响电力系统稳定.针对以笼型异步电机作为发电机的风电场并入薄弱电网的电压稳定性问题进行分析研究,建立了风电系统模型,并采用PSCAD进行仿真,分别从静态和动态角度分析影响风电场电压稳定的不同因素,并寻求改善风电场暂态稳定性的方法及采取的措施.     

采用STATCOM改善传统异步型风电场并网稳定性

日益严格的风电并网导则对已建的传统异步型风电场产生了新的要求,其中具备无功电压调控能力是一个重要的方面。本文在异步感应风力发电机的稳态等值模型的基础上推理出该机组电磁转矩与电网电压和转子转速之间的特性关系,同时详细阐述了静止同步补偿器(STATCOM)的基本原理以及其电压电流和电压无功特性。最后结合实际的风电并网系统进行仿真研究,结果表明STATCOM的引入可以有效地提高传统风电场的低电压穿越能力,保证系统安全稳定运行。     

风电场并网引起的电压波动仿真

以异步风力发电机为研究对象,分析了其各个组成部分的数学模型。利用电力系统分析软件包PSS／E的IPLAN程序构建了其仿真系统模型,模拟了风电机组在阵风影响下系统电压的波动。     

双馈变速风电机组短路故障仿真分析

目前国内广泛采用的风力发电机组有恒速和变速两种类型。传统直接并网的是笼型异步发电机,此类发电机的转速变化范围非常小,因此被认为是恒速风力发电机组,即不能根据风速的波动来调整转速。相对于变速风力发电机组即风轮驱动双馈异步发电机、励磁同步发电机或永磁同步发电机,在结构     

电网故障下并网异步风电机组的暂态特性分析

研究了由笼型和双馈型异步风电机组组成的风电场并网后风电机组的暂态行为,并对比分析了在同一接入点接入不同比例容量的笼型异步发电机和双馈异步发电机时,外部三相短路故障对风力发电机组电压和转速的影响。提出了在双馈型风电机组中采用一种PI控制器,以提高风电场的稳定运行能力的方案。仿真结果表明,故障清除后,能有效地提高风电机组的稳定运行能力。该试验结果可为风电场的建设提供参考。     

双馈风电机组短路特性及对保护整定的影响

风电场运行方式多变,对保护整定提出了新的要求.短路特性是保护配置的前提和依据.针对双馈风电机组,讨论了其数学模型和电磁暂态过程;建立了风电场联络线接地故障时,风电场提供的短路电流以及电流保护整定的表达式,对影响风电场故障特性和保护配置的主要因素进行了分析.参照实际风电场运行情况,以PSCAD/EMTDC为平台建立了风电...     

在动态仿真中风电场模型的简化

分别针对异步风力发电机组风电场和双馈风力发电机组风电场,研究在动态仿真中风电场模型的简化.以风力机和发电机具有相同或相近运行点为风电场动态模型简化原则,依据尾流效应影响对风电场进行区域划分,将风力发电机组合并简化,建立风电场整体简化模型.针对风力发电机组类型和风速变化、电力系统短路的动态过程,通过仿真对比详细模型和不同程度的简化模型,验证各种简化模型的适用性,提出在动态仿真中风电场简化模型的应用建议.     

风电场集中接入对地区电网电压稳定性影响研究

针对吉林省电网的实际运行状况,利用德国开发的电力系统综合分析软件DIgSILENT/PowerFactory,搭建吉林省电网及各风电场模型,通过仿真计算,分析了风电场集中接入对地区电网电压稳定性的影响.结果表明,风电集中接入会造成电网中部分节点电压波动,必须进行无功补偿;风电场送出线路发生三相短路故障后,保护装置动作,...     

基于恒速风电机组的风电场并网过程仿真

对基于恒速风电机组的风电场并网过程进行了分析并提出了改善措施。在DIgSILENT/PowerFactory中建立了恒速风电机组风电场的等值模型,分析了大规模风电场并网时对系统的影响。研究结果表明,对于接入弱系统的大规模风电场,为了减小风电机组并网所带来的冲击和避免系统电压失稳,应对同时并网的风电机组的数量有所限制。     

基于Crowbar的双馈机组风电场等值模型与并网仿真分析

针对双馈机组(DFIG)风电场并网中亟须解决的低电压穿越问题,提出了一种基于Crowbar的双馈机组风电场等值方法。通过对DFIG在电网故障情况下的机理分析,给出了电网故障时DFIG转子电流的表达式。根据DFIG转子电流值判别是否投入Crowbar,将DFIG风电场分为投入与不投入Crowbar两组;运用容量加权法计算各组参数,建立DFIG风电场的双机等值模型。算例仿真分析表明,DFIG风电场的双机等值模型能够较准确地反映电网故障期间风电场变化,采用快速无功补偿提高了风电场的低压穿越能力。     

并网风电场改善系统阻尼的仿真

提出一种基于双馈变速风电机组的系统稳定控制技术,将双馈电机转差信号引入转子侧变频器控制模型。在系统发生功率振荡时,通过改变转子励磁电压的相角调节双馈变速风电机组输出与振荡相关的阻尼功率,达到使风电场能够改善系统阻尼的目的。在电力系统分析软件DIgSILENT/PowerFactory中建立风电场和实际电力系统等效模型,对双馈变速风电机组采用电力系统稳定器(PSS)前后的系统进行特征值分析和系统故障时域仿真。2种分析结果表明,引入PSS控制环节的基于双馈变速风电机组的并网风电场能够改善系统阻尼,对系统功率振荡具有很好的阻尼和抑制作用,加强了系统动态稳定性。     

并网风电场可避免费用的计算

建立了包含风电场的发电系统可靠性模型并在此基础上提出了一种计算风电场可避免费用的新方法。计算结果表明,风电场可避免费用中的燃料可避免费用所占的比重最大,其次是环境污染可避免费用,而容量可避免费用所占比重最小。本文提出的有效负荷方法也适用于对其它间歇性能源(如太阳能)发电系统的分析。     

计及风电场集电网络等值模型的仿真研究

以双馈感应发电机组构成的风电场为研究对象,考虑了风力发电机与集电网络的等值,提出两种模型,研究了单机加权等值与等功率损耗结合模型,降阶变尺度等值与并联化结合模型。针对风电场机组参数完全相同的算例,利用PSCAD/EMTDC建立了风电场的不同等值模型,对风速扰动和PCC处发生电压跌落故障下的风电场暂态特性进行了比较分析,研究结果验证了等值模型的正确性。     

直驱永磁同步风力发电机空载短路分析

利用ANSOFT电磁场软件,建立了基于Maxwell的直驱永磁风力发电机二维瞬态有限元模型,对MW级直驱永磁风力发电机进行了空载性能和各种突然短路分析。通过理论分析和仿真结果验证,得到了各种故障工况下所能得到的最大电枢电流和获得最大电枢电流的初始条件,为永磁电机设计永磁体工作点的确定提供了理论依据。