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。     

水电高占比下风电接入对系统稳定性影响

随着绿色清洁高效能源基地的构建,以水电为主体的水风互补成为我国西南能源开发的重要特征。为研究在典型水电系统中接入风电对系统稳定性带来的影响,首先,针对水风互补系统以转矩分析法分析了风电接入对系统频率和功角稳定性的影响,并通过算例和Prony分析验证了风速与风电渗透率对系统稳定性的影响。结果表明,风电的接入在一定程度上可以削弱传统水电系统的超低频振荡,而风电接入互联送端系统会导致区域等值惯量的下降,进而使系统区域间低频振荡风险加剧。其次,考虑风电的接入会诱发区域间低频振荡,在风电系统中引入风电的附加综合虚拟惯性与阻尼控制。算例与Prony分析验证了该控制策略能有效提高系统稳定性。最后,在区域间大规模风电接入场景下,利用改进的鲸鱼算法对风电的附加控制器参数进行了优化;结果表明,参数的整定有效提高了系统的频率以及功角稳定性。     

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.     

考虑风电接入的电力系统经济调度研究综述

由于风电具有很强的随机性,风电以及风电功率的预测都有难度,因此给含风电的电力系统经济调度问题带来了很大困难,依据风电间歇性和随机性的不同处理方法以及旋转备用和风险的对目标函数的约束,从模型以及求解方法两个方面考虑风电接入下的电力系统经济调度问题,模型从确定性建模、模糊建模和概率建模三个方面论述,求解方法分为传统算法和智能算法两大类,考虑了模型的优势与不足,从寻优速度、精度和收敛性比较了算法的优缺点,讨论了模型使用各种算法解决问题的方法和途径。最后指出风电接入下的经济调度问题将来所面临的工作。     

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。     

风电场分布式能量管理系统：体系架构和关键技术

当前大规模波动性风电接入给电网安全、有功调度和无功电压控制带来严重挑战,传统能量管理系统(EMS)的集中式架构在网络建模、信息通信、分析的快速性以及控制的敏捷性方面均难以适应抑制风电快速波动的要求。为此,提出了分布集中式EMS框架下的风电场分布式EMS的体系结构,详细阐述了其关键技术,含:风电场网络建模及全状态感知、风功率预测、状态监视、安全分析和自动发电/电压控制等。通过一个风电场EMS自动电压控制的应用实例说明风电场分布式EMS的运行效果。     

含风电接入的省地双向互动协调无功电压控制

为应对规模化风电接入对电网无功电压运行和控制的影响,结合现场实际,提出并实现了一种跨电压等级风电汇集区域风电场与传统电厂的无功电压协调控制方法。在控制中心内,研究并提出计及风功率波动和电网N-1安全约束的敏捷电压控制方法,该方法通过控制周期和控制模型的自适应调整,充分挖掘省调直控风电场的无功电压调节能力,抑制风电波动对电网电压的影响,保留足够的传统发电机动态无功储备。在控制中心间,研究并提出计及风电场调节能力的省地双向互动协调控制方法,通过地区电网内风电场与地调直控变电站的协调控制,发挥地调直控风电场的调节能力,减少地调直控变电站的电容电抗器动作次数,通过省地双向互动协调,协调省地双方无功调节资源,支撑末端地区电网电压,提高电网整体运行的安全性和经济性。所研发的实际控制系统已在江苏电网应用,仿真运行和实际闭环结果证明了该方法的有效性。     

风电场VMP系统无功控制策略研究

目前风电作为新能源发电技术最具成熟化、规模化的一种发电方式,他在给中国电力行业带来快速发展的同时,也给电网的调压带来许多困难。大量动态无功补偿装置集中接入,缺乏协调,新问题不断出现,电网运行难度增大。针对风电接入后的电压控制问题,通过对目前现有的风电场无功电压管理控制系统进行研究,分析其优缺点,进一步提出了基于分层管理的无功功率/电压控制手段,将风电无功电压分层控制策略嵌入到风电场无功功率/电压自动控制平台(VMP),对风电场的风电机组、变电站、无功补偿设备(SVC/SVG)以及升压站主变分接头进行适时调整,并将无功控制策略应用于新疆某风电场进行现场试验。验证结果表明提出的风电场无功控制策略能较好地调整风电场电压,有效控制电网无功的合理流动,优化电网内无功潮流的分布,保证了电网安全稳定经济运行。     

发电厂侧电压无功控制系统

采用与远方调度相结合的方式作电厂侧发电机电压无功控制系统，根据母线电压目标值计算出电厂母线的无功出力，在机组间合理分配无功，保持电厂母线电压在远方调度要求的目标值，提高了电网电压质量。     

大规模双馈风电接入对东北电网稳定性的影响

本文研究了大规模双馈风电接入对东北电网稳定性的影响。分析了双馈风机的有功暂态特性,对比计算了吉林松白地区风电火电组合模式、风场接入方式以及风电无功控制方式不同情况下的断面极限功率。指出了风场集中接入的方式和风机恒功率因数控制方式不利于电网安全稳定的原因所在,分析了风电接入影响电网功角稳定性的有利因素和不利因素。认为在故障切除时间很短且风场采用恒电压控制的情况下,随着风电比例的增大,系统的功角稳定性增强。     

吉林电网风电调度自动化系统设计

提出了吉林电网风电调度自动化系统的设计方法,该方法要求风电场上报发电计划,省调据此将风电纳入到日前开机计划和日内电力电量平衡中,同时考虑电网的各种约束条件,编制风电场的发电计划曲线并制订风电大规模接入地区的自动电压控制(AVC)策略,风电场根据曲线控制有功出力,同时根据AVC策略进行风电机组无功出力的调整和升压站的无功...     

含高渗透率风电的电力系统小干扰概率稳定性研究综述

随着以风电为代表的新能源规模开发利用,传统电力系统的结构特性发生了改变,风电并网对系统的稳定运行及控制带来了新的挑战。从风力发电的基本特性出发,归纳风电并网对系统小干扰概率稳定性研究的最新动向和进展,阐述改善风电并网后电力系统小干扰概率稳定性相关控制措施,最后对该领域的未来发展方向进行讨论,以期为大规模风电并网后对系统小干扰概率稳定性研究提供借鉴。     

Challenges and Improvements of Wind PowerDispatch in Northwest China

Besides common characteristics of wind power,there are some special characteristics in China power system,including large-scale,long distance transmission and lack of flexible regulating power sources.These special characteristics make power dispatch more challenging in China.Many studies have been carried out and some improvements are presented including wind power monitoring and control as well as evaluation of wind power integration capabilities.As a demonstration project,the technologies are integrated into the energy management system and are implemented in the Northwest China power system.They provide effective measures for wind power dispatch in the grid.     

支撑一体化大电网的调度控制系统架构及关键技术

特高压交直流电网提升了大范围资源优化配置的能力,对电网调度控制系统也提出了新的挑战。分析了电网特性变化对电网调度控制技术支撑的新需求,提出了"物理分布、逻辑统一"的调度控制系统总体架构,并从基础支撑、模型云与调控大数据、基于源—网—荷互动的调度控制、大电网一体化安全风险防控、试验验证与运维等方面,具体分析了需要重点突破的关键技术。     

大规模风电并网引起的电力系统运行与稳定问题及对策

近年来我国风电快速发展,同时也带来了大规模风电并网的问题。文章主要介绍了大规模风电并网引起的电力系统运行与稳定问题及其相关技术解决措施,主要包括大规模风电并网对电压的影响及风电场的电压控制问题;大规模风电并网对稳定性的影响及风电机组低电压穿越能力的问题;大规模风电并网对调度运行的影响和风电功率预测的必要性3方面的内容,并针对每一个问题提出了相关的应对策略。     

面向AGC的变速变桨风电机组有功功率控制策略

随着风电的大规模、高渗透率接入电网,未来的电网调度迫切需要风电电源具备传统电源的有功功率稳定输出特性和调节性能。为此,面向自动发电控制(AGC)的风机有功功率控制(APC)已经成为当前风电机组主控策略的研究热点之一。目前,APC的实现方法主要包括基于桨距角调节的功率控制(PAC)和基于转速调节的功率控制(RSC)。基于对风机能量平衡关系的分析,总结了上述2种APC策略的实现原理,并利用FAST软件对控制方法和控制指令进行了仿真比较。仿真表明:相较于PAC方法,RSC方法具有更为平稳的有功功率输出;而且在低风速时,由于利用风轮的动能缓冲,RSC方法能够有效减少变桨机构的动作频率和动作幅度;但在高风速时,2种控制方法都需要频繁的变桨。此外,功率指令的设定对于APC控制效果的影响也是不容忽视的。     

含风电的电力系统机组组合问题研究综述

以风电为代表的新能源规模化开发利用,改变了传统电力系统的结构特性,给系统的运行控制方式带来了新的挑战。机组组合是电力系统经济调度的重要环节,通过优化发电周期内各机组的启停计划来降低发电成本,同时满足系统负荷需求和其他约束条件。风电具有随机性、间歇性特点,大规模风电接入电网使传统的机组组合方式难以适应新能源电力系统的要求,研究含风电的机组组合对于应对风电引起的负荷波动、保证电力系统稳定、经济运行具有重要意义。为此,综述了国内外对含风电机组组合问题的研究现状,分析了风电接入电网对电力系统机组组合问题带来的影响,归纳了常用的建模方法和求解算法。并对该领域未来的研究方向进行了探讨,希望为其他学者在该领域的研究提供借鉴。     

风力发电特性及对广东电网中长期发展的影响

针对广东省风能资源分布特点及风力发电的出力特性,深入比较了采用不同类型风电机组的风电场等效机组特性与传统电源的区别,研究了规模风电并网对广东电网中、长期发展的影响,并提出了相应的解决措施建议。分析结果表明,规模风电的发展最终要求系统具备一定的调节手段,广东电网应在风电消纳能力、风电并网标准、调峰电源建设、风力资源预测与调度运行系统等方面着重开展工作,以促进风电与电网的协调发展。     

风电并网一次调频控制性能研究

为了使采用双馈式异步电机的风力发电并网系统具备参与电网一次调频的能力,需要对并网系统开展一次调频性能研究,采用下垂控制方案,解耦有功功率和无功功率,通过控制有功功率输出来动态响应频率波动.针对传统下垂控制在响应电网频率调节过程中,输出功率与参考功率偏差较大引起的控制系统过度调整问题,引入动态下垂系数作为原下垂控制系数负...