风电场短路试验与仿真对比研究

为验证某电网风电高集中接入220 k V变电站的安全稳定问题,开展了35 k V三相短路和110 k V单相接地短路试验。从风电场短路点和短路类型选择、系统运行条件和数据测量入手,总结风电场人工短路试验前后的主要工作;遵循"单元级—集电线级—风电场级—电网级"的总体建模思路,构建了试验风电场及地区电网的仿真模型。将试验采集的数据与仿真计算结果进行对比分析,验证和深化了风机建模、风电场等值、含风电场的短路计算等方面的理论方法,对于今后实际电网中风电集中接入,具有重要的指导意义。     

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。     

酒泉风电基地短路试验分析及仿真

为验证酒泉风电基地风电场的低电压穿越能力,国家电网公司西北分部于2012年12月组织开展了4次短路试验。基于实测数据,分析了试验过程中风电机组和无功补偿装置的特性,建立了不同型号风电机组的数学仿真模型,通过与实测数据比对校验了机组模型的准确性。建立了短路试验典型工况下的酒泉风电基地仿真模型,仿真复现了典型工况下的短路试验暂态过程,从而校核了风电基地动态仿真模型及参数的正确性。     

大规模风电场在系统暂态过程中的运行实测分析

甘肃电网风电装机容量已超过水电,成为第二大能源。风电带来的电网安全稳定运行压力也随之增大。经过近年来对风电机组低电压穿越能力的检测改造,以及对风电场动态无功补偿装置的运行规范,风电场在系统发生大扰动时的稳定运行能力得到了大幅提升。为了检验风电场的抗扰动能力,在酒泉地区开展了人工短路试验,用最接近真实的手段进行了验证分析。     

直驱型风电机组在系统暂态过程中的运行分析

甘肃电网风电装机容量已超过水电,成为第二大能源,风电带来的电网安全稳定运行压力也随之增大。经过近年来对风电机组低电压穿越能力的检测改造,以及对风电场动态无功补偿装置的运行规范,风电场在系统发生大扰动时的稳定运行能力得到了大幅提升。为了检验风电机组的抗扰动能力,在酒泉地区开展了短路试验,用最接近真实的手段进行了验证分析。     

基于短路试验的风电场低电压穿越能力验证方法研究

随着电网风电装机规模的不断增大,风电场是否具有低电压穿越功能直接影响风电并网安全。目前风电场低电压穿越测试的方法主要以设备测试为主,即对单台风力发电机组进行抽检测试,验证整个风电场具备低电压穿越能力。采用单台测试设备检验风电场低电压穿越能力效率较低,且不能验证整个风电场其他设备的低电压穿越能力。通过短路试验方式来验证风电场低电压穿越能力,并在通辽地区进行现场试验验证。试验结果表明采用短路试验的方法能够更好、更快地开展低电压穿越测试工作,确保大规模风电接入后的电网安全稳定运行。     

区内

内蒙古电力科学研究院首次完成风力发电机组低电压过渡能力测试试验：2012—07—02,由内蒙古电力科学研究院承担的风电机组低电压过渡能力现场测试工作在内蒙古大漠风电有限责任公司乌吉尔风电场顺利完成。     

风力发电机组对称短路特性分析

在电力系统分析软件DIgSILENT/Power Factory中建立风电机组及电力系统模型,包括固定转速风电机组和双馈变速风电机组。设置靠近风电场的三相对称短路故障,对风电机组对称短路特性进行理论与仿真分析,比较了不同类型风电机组与相同容量同步发电机组的短路电流波形。以某区域电网为例计算了风电场接入前后其附近母线短路电流,计算风电场接入后使得短路电流增加的百分数,以确定风电场对系统短路电流的贡献。理论分析和仿真结果表明,风电场对并网点附近节点的短路电流有较大影响,在选择风电场附近的电气设备以及对其进行热稳定性校核时,需要考虑风电场对系统短路电流的贡献。     

电网短路故障对并网双馈风电场的影响

分析了电网发生短路故障对并网运行风电场的影响。从双馈风电机组的单机模型出发,研究了由双馈风电机组构成的风电场单机等值方法。在仿真软件EMTP-RV中搭建了包含双馈风电机组构成的风电场电力系统模型。分析了电网发生三相接地短路和单相接地短路故障时,风电场的有功功率和无功功率输出特性、并网公共连接点母线电压波动以及系统频率等暂态变化。研究结果对未来风力发电工程的建设有参考价值。     

基于PSASP/UPI的含风电场电力系统短路故障分析

风电场机组装机容量正逐年增加,而大规模风电接入系统对电力系统影响较大,因此研究系统故障以及风电保护配置对电网稳定运行很重要.通过对双馈异步风力发电机进行动态建模,在电力系统分析综合程序PSASP/UPI 6.28环境下,实现了风电系统的短路故障仿真,在此基础上分析了不同短路点对称和不对称故障状态下风电系统的电压、电流以及短路容量对风电并网暂态稳定性的影响等.研究结果表明风电场继电保护整定时应考虑这些影响因素,以提高风电场继电保护动作的有效性和可靠性.     

风电箱变的短路故障与预防措施

短路故障是风电箱变常见故障,是威胁风电场安全运行的主要原因之一.总结了风电箱变短路故障的来源, 主要为低压室短路、风机系统短路及变压器短路,分析短路故障产生的原因,根据不同的短路故障,提出相应的预防和改进措施.     

大型风电场有功控制能力测试试验研究

风电大规模、快速接入电网给电网有功调度和控制带来新的挑战,而且中国的风电测试工作,还仍处于刚起步的阶段,国内无试验规程可以借鉴。在甘肃省电力科学研究院"甘肃酒泉汇能风电开发有限公司桥西第三风电场有功控制能力测试试验"基础上,文中给出了一套对于MW级风电场有功控制能力测试的实验方法与流程,为提升风电接入电网的安全可靠性提供技术支撑奠定了基础。     

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。     

双馈感应风电机组联网运行仿真及实证分析

随着风电并网规模的不断扩大,风电功率波动对所接入电力系统调峰、调频等运行性能的影响将越加显著。为获得双馈感应风电机组联网运行特性并校验所建模型的有效性,进行了接于实际电力大系统的风电场短路试验。通过对实测数据的分析辨识出风电机组的动态特性;基于所建模型对短路试验进行了仿真重现。实测结果与仿真结果相吻合,验证了所建模型的有效性。     

风电接入对继电保护的影响综述

对国内外风电接入后对电网继电保护的影响问题进行了综述。分析了不同类型风电机组的故障特征、短路电流特性以及影响风电场短路电流的因素。分别论述了风电接入对送出变压器、送出线路以及配电网继电保护的影响。基于风电接入系统继电保护的性能,总结了风电接入系统继电保护存在的不协调问题及相应的解决方案。建议后续研究应基于风电场的低电压穿越特性加强风电系统故障特性研究,重视风电场自动控制系统和电网继电保护与安全自动装置的配合,研究机组保护与风电场保护、系统保护之间的协调配合,全面解决风电系统继电保护面临的问题。     

双馈风电场群短路电流计算与故障分析方法

由于风电场群内各风电场的暂态特性存在较大差异,且各风电场及系统间存在较强的耦合关系,这些因素增加了风电场群接入后电力系统故障分析的复杂度。基于变流器的输入-输出外特性等值了变流器的数学模型,进一步给出了计及变流器控制影响的双馈风电机组暂态模型,分析了低电压穿越控制策略对短路电流的影响机理,并建立了双馈风电机组的短路电流计算模型。分析了故障期间风电场间的相互影响机理,提出了双馈风电场群的短路电流计算方法。采用RTDS建立含双馈风电机组实际控制器的物理实验平台,验证了所提出的双馈风电场群短路电流计算方法的准确性。在此基础上对双馈风电场群接入后的电网故障分析方法进行了探讨与分析。     

风电场低电压穿越和短路电流仿真与分析

随着风电规模的不断发展,在故障情况下接入电网的风电机组正常运行影响着电网的安全稳定。运用PSCAD仿真分析软件,采用某一地区实际电网模型对风电场低电压穿越及其对故障点短路电流的影响进行分析,得到电网故障时风电场的低电压穿越特性与短路电流间的关系。     

风电接入对电力系统的影响

研究了大规模风电接入对电力系统的影响。通过对基于双馈感应电机的风电机组进行动态建模以及对包含风电场的电力系统进行仿真计算,研究了风电接入对电网电压及输电线路传输功率的影响、风电场的短路电流贡献及其对电网短路容量的影响和风电接入后电网暂态稳定性的变化。研究结果表明大规模的风电接入可能会使电网出现线路传输功率越限、短路容量增加及电力系统稳定性发生变化等问题。最后针对上述问题提出了相应的改善措施。     

大规模风电集中接入对系统短路电流的影响分析

规模化风电集中接入电网,将对系统提供一定的短路电流,影响设备选型、升压站中低压侧的运行方式等。通过对不同风电机组型号(双馈式和直驱式)及不同容量的单个风电机组对系统提供的短路电流分析,根据风电机组短路PMU录波曲线和风电机组模型短路仿真曲线,提出了一种工程计算方法,计算出不同型号和不同容量的风电机组等值次暂态电抗,并结合短路电流理论计算模型,分析单个风电场以及风电汇集站对系统提供的短路电流,结果表明,规模化风电的集中接入,对系统提供的短路电流不可忽略。     

关于风电场适应性继电保护的探讨

风电场机组容量正逐年增加,大规模风电接入系统对电力系统电能质量影响较大,由于风能的随机性和不控性,使风电所占系统容量份额增加的同时,向系统提供的短路电流也越来越大。因此风电保护配置对电网的影响也是重要的。使用MatlabB中动态仿真工具Simulink,对包含风电场的单机无穷大电力系统当联络线发生故障时进行动态仿真,通过双馈发电机在不同故障类型下的故障电压、电流曲线,通过实例分析得出风电场应采用适应性保护,并对风电对电网继电保护的影响进行了分析。