风电并网难点及节能减排效益分析研究

本文分析了双馈型变速异步风力发电机的原理及数学模型,剖析了风电并网对电网调度、电压水平、电能质量的影响,指出风电机组的低电压穿越能力亦是影响风电并网的难点之一,并对比了目前几种低电压穿越技术方案。此外,本文还对风电的经济价值和节能减排效益进行分析,结果表明:随着风电规模的日益壮大,风电对火电置换的环境效益将日益显著。     

集中式风电并网的电力系统电压特性研究

针对风电并网后给电力系统电压稳定方面带来影响的问题,介绍了以双馈感应发电机为基础的风力发电机组工作原理、各部分模型及输出特性,并在仿真软件中搭建模型,通过仿真验证风力发电机组的稳态输出特性,研究接入风电的电力系统电压现象,通过搭建仿真算例模拟了风电并网系统在不同负荷配置方式下对系统电压特性的影响,对系统的工作曲线进行了分析,并结合实际工况对系统电压的运行轨迹做了解释,从故障位置、动态负荷工作机理等方面对风机系统的电压稳定特点进行阐述。     

新型SFCL与STATCOM在风电并网系统的联合应用研究*

针对风电并网系统中发生三相短路故障电压跌落的问题,提出一种新型超导故障限流器(SFCL)与静止同步补偿器(STATCOM)联合应用的方法。通过搭建仿真模型,在电压稳定性改善与短路电流抑制两方面分别设置3种方案,将方案相互对比得出结论。在电压稳定性改善方面,新型SFCL与STATCOM联合控制效果最优;在短路电流抑制方面,单独利用新型SFCL控制效果最优。综合两方面考虑,利用新型SFCL与STATCOM联合控制对提高风电并网系统暂态稳定性效果最优,其不仅可以减小风电系统并网处母线电压跌落程度,还能抑制故障短路电流,维持系统暂态稳定。     

STATCOM在风电并网系统电压稳定性中的应用研究

随着风电的大规模接入,风电场给系统造成了电压跌落,甚至电压崩溃等不利的影响。准确地评估风电并网系统中节点的电压稳定性,是非常有必要的。提出了一种改进的节点电压稳定指标,将静止同步补偿器STATCOM应用于风电并网系统,为了较大限度地提高系统的电压稳定性,采用FACTS最佳安装位置的选择方法,以该节点电压稳定指标和连续潮流技术为基础,有效地确定STATCOM的最佳配置地点。通过对风电场接入IEEE14节点系统算例的仿真分析,验证了该节点电压稳定指标的有效性与可行性。     

基于RTDS的DFIG系统并网控制策略研究

风力发电机控制系统空载并网控制策略直接关系到发电机并网瞬间对大电网稳定的影响,通过对双馈型异步发电机空载并网情况下网侧变流器和转子侧变流器控制策略进行了研究,分别采用定子磁链定向和定子电压定向控制策略实现了空载并网和网侧变流器控制,将发电机参数的有功分量和无功分量进行了解耦控制,同时保证功率因数的恒定.在实时数字仿真平台中搭建了双馈型风力发电系统的空载并网模型,仿真结果验证了所提出控制策略的正确性.     

STATCOM维持风电系统电压稳定性的研究

大规模风电场机组出力的变化会引起接入电网电压的波动,严重时可使电压崩溃。在基于无功功率同步补偿器(STATCOM)的风电系统中,STATCOM可以与电网交换感性无功和容性无功,抑制系统电压波动,维持系统电压的稳定。讨论了风电系统中STATCOM的基本工作原理和控制策略,建立了相关模型,并作了实际系统的仿真。仿真结果表明STAT-COM对维持系统电压、提高风电系统稳定性具有很好的效果。     

风电并网中的储能技术探讨

储能问题在一定程度上影响了风电并网的发展.对此,文章结合风电并网储能技术的应用现状,探讨了其发展要点,希望有助于两者更好地融合,优化电力能源结构。     

计及锁相环动态响应特性的光伏并网系统故障电流解析计算

锁相环(phaselockedloop,PLL)在光伏跟网型(grid-following,GFL)逆变器并网系统中发挥着重要的作用。当系统发生故障且导致公共耦合点(pointofcommon coupling,PCC)电压发生相位跳变时,由于锁相环存在动态响应过程,其锁相偏差会对故障电流特性产生较大影响。现有研究仅给出了PLL锁相偏差为常数下的故障电流解析表达式,考虑锁相环动态相位偏差的故障电流解析计算亟需进一步完善。针对这一问题,该文计及锁相环的动态响应特性,分析了锁相环的锁相偏差对光伏并网系统故障电流解析计算的影响。在忽略电流内环响应时间的基础上,建立了考虑锁相环动态响应特性的故障电流解析计算模型,揭示了故障期间锁相环的动态响应特性对故障电流的影响机理,明确了故障电流的谐波特性。最后,基于MATLAB/Simulink仿真分析,验证了所提故障解析计算模型的正确性。     

山东省风电发展与并网方式研究

介绍了山东省风能资源的潜力与优势,通过分析山东省风电建设中存在的问题,提出了"统筹规划"、"分级接入"和"联合送出"的风电发展利用模式。探讨了大规模风电场并网运行对电源结构、电网结构、运行产生的影响,并对风电接入电网及运行提出建议。     

大规模风电并网对电网的影响及抑制措施研究

分析了风能发电的特点,指出大规模的风电并网将增加系统调峰困难,影响系统频率和省际联络线调节的稳定性,导致潮流断面重载增加并降低系统稳定性,增加系统无功调节难度,降低电网抵御故障的能力。针对辽宁电网风电接入的实际情况,提出了强化风电并网的调度及技术要求。同时,提出提高风电场发电稳定性最好的方法是在风电场建立储能系统。     

风电系统故障特征分析

故障特征分析是继电保护研究的基础,文中旨在通过风电机组的受控特性并结合电力电子器件的特点,揭示风电电源对电网故障响应的电气量特征,为现阶段研究含风电系统的继电保护奠定基础。文中首先从风电机组的结构出发,分析了影响风电电源故障特征的因素;然后通过对风电机组受控特性分析,并结合单台风电机组低电压穿越测试数据,给出风电电源受控下的故障特征;最后通过风电场电磁暂态仿真模型下的故障数据和现场故障录波数据,验证了所给出的一般故障特征。研究结果表明,风电电源在控制作用下和在电力电子自身特点限制下,具有弱馈、谐波、频率偏移和电源阻抗不稳定等特征。     

静止无功发生器在风电场电网故障时的作用研究

分析了双馈异步发电机（DFIG）在电网电压跌落时的暂态过程,通过人工接地短路试验测试了风电场升压站内110 kV母线电压和风机出口处电压、电流的故障波形。针对风电场在故障时存在的问题,对静止无功发生器（SVG）在提高DFIG低电压穿越能力中的作用进行了仿真,并通过现场试验对仿真的结论进行了验证。     

基于STATCOM的超级电容储能系统的风电并网

为了提高电网的电能质量,探讨了一种与永磁同步发电机(PMSG)相连接的电网控制和运行策略。该电机以直驱变速风电机组和静止同步补偿器(STATCOM)为基础,STATCOM的应用是通过风力涡轮机的不脱网运转能力来提高了系统性能,发电机侧变换器的控制策略是应用STATCOM控制器实现传输效率最大化。通过Matlab对其进行了仿真验证。仿真结果表明,带有STATCOM的超级电容器能量存储系统能够提高风能系统电网故障或扰动时的稳态和动态性能。     

基于状态评价的风力发电设备故障诊断系统的研制

基于状态评价的风力发电设备故障诊断系统,通过实时监控表征风力发电设备运行情况的状态量,依据风力发电设备状态评价导则,对风力发电设备进行状态评价,并依据状态评价的结果,对潜在故障进行诊断分析。同时给出相应的运维策略,通过早期故障预测,变事后维护为事前检修,科学合理地安排检修计划,极大地提高了风力发电设备的运维效率,降低了机组的维护成本,保证了风力发电机组的可靠稳定运行。依据此方法研制的风力发电设备故障诊断系统,已成功应用于南方电网超高压输电公司检修试验中心。实践证明,该方法有效地提高了风力发电设备故障诊断的实时性与准确性。     

基于STATCOM的双馈风电场无功电压控制的研究

基于STATCOM和DFIG的数学模型研究与控制器建模,提出一种由两者共同参与的风电场无功电压控制方案.该方案利用STATCOM的电压控制模式,并充分考虑到双馈风机的无功调控能力,将双馈风机集群电压控制分为无功需求决策层和无功协调优化分配层.此外,针对风电场出口发生三相短路的紧急状况,提出一种故障时双馈风力发电机组的改进控制策略,该策略通过故障时将转子侧变流器由功率控制模式切换为电压控制模式,有功电流优先切换为无功电流优先,网侧变流器由单位功率因数运行切换为极限无功功率运行的方式提高风电场的低电压穿越能力.仿真表明,该方案不仅能实现正常运行时对风电场并网点电压指令的快速跟踪,风速、系统负荷和系统电压波动时快速稳定风电场并网点电压,而且当风电场出口发生短路故障时,能显著减小故障对双馈风机的不利影响,加速故障后电压恢复.     

基于DIgSILENT的风电场接入系统无功算例分析

随着风电接入电网的比例逐渐加大,对接入点电压水平的影响越来越明显。电压稳定性是风电场并网运行存在的主要问题。目前大多采取在风电场升压站添加无功补偿装置的方式来控制并网点电压。本文主要分析风电场无功损耗的来源,结合我国内蒙古地区某风电场接入系统实际情况,利用德国电力系统仿真软件DIgSILENT进行模型搭建,提出保证风电场可靠并网的无功补偿方案,并进行算例分析。     

基于备用安全的含风电场的电力系统经济调度

随着风电在电网中渗透功率的持续增加,风电的不确定性给系统的备用决策和发电调度带来新的难题。为保障含风电场电力系统的安全运行,本文结合风电预测误差的概率密度函数,提出了一种系统运行安全性指标——备用安全可信度,并以备用安全可信度最大化和火电机组运行费用最小化作为优化目标函数,建立了含风电场的电力系统经济调度模型。针对寻优效率,本文采用了一种将优先顺序法和内点法相结合的优化方法对机组组合问题求解。算例分析证明了所提模型和解法的可行性和合理性。     

基于小波神经网络的风电变流器故障诊断系统

由于小波神经网络具有较强的逼近能力和容错能力,本文研究了一套基于小波神经网络的永磁直驱风电变流器的故障诊断系统。首先对风电变流器中的故障进行设置,然后使用小波变换的多分辨率特性,提取风电变流器的故障特征向量,最后应用BP神经网络进行故障模式识别。通过仿真结果表明,此种风电变流器的故障诊断系统具有较强的稳定性和准确性。     

基于PLC的风电机组控制系统设计

伴随经济的快速发展,风力发电已经大量开发和应用。为解决风力发电机组的控制需要,提出一种基于西门子公司S7—1200PLC的风电机组控制方案。在硬件选型的基础上,设计了风电机组自动启停、偏航控制、桨矩控制系统,实现了对风机的良好控制。