大规模风电汇集系统动态无功补偿装置性能测试及改进措施探讨

风电场配置动态无功补偿装置可以有效提升风电汇集地区无功电压控制水平,但实际运行中,无功补偿装置存在运行可靠性差、动态响应时间不满足要求等问题,未能有效发挥其动态无功支撑能力。通过开展无功补偿装置性能检测,针对检测中发现的运行可靠性差、动态响应时间不满足要求、电能质量不合格等问题提出有效的整改措施。实践表明,通过开展无功补偿装置性能检测,可有效提升装置技术性能,保障风电汇集系统安全稳定运行、提升风电消纳能力。     

大规模并网风电场的无功电压紧急控制策略

近年来频发大规模风电机组连锁脱网事故,需要深入研究事故发生的机理以及防御该类事故的措施和方法。文中首先基于实际风电外送电网拓扑和参数建模,仿真重演了风电机组连锁脱网事故的暂态过程;分析了该暂态过程中风电机组和无功补偿装置的动态无功响应能力。提出了综合考虑以上动态无功响应能力的大规模风电场全过程无功电压紧急控制策略:在电压跌落期间,风电机组网侧变流器基于电压变化量提供实时动态无功支撑,以缓解电压跌落;在故障切除之前,主动切除部分无功补偿装置来抑制暂态过电压;在故障恢复阶段,根据电压判据重新投入无功补偿装置,为系统提供无功调节能力。最后,通过仿真验证了所述策略的可行性和有效性。     

动态无功补偿装置抑制风电汇集地区高电压问题的可行性研究

当大规模风电集中接入弱端电网对,短路故障后会出现高电压的问题,造成风电机组因不具备高电压穿越能力而脱网.运行经验表明高电压穿越问题已经成为风电机组脱网的主要原因.文章从上述问题出发,探索通过风电场普遍配置的动态无功补偿装置抑制高电压的问题,在BPA中搭建了不同动态响应时间的SVC/SVG模型,并对比分析了不同响应时间、不同容量、不同类型的无功补偿装置对抑制高电压的效果.仿真结果表明,适当容量满足标准要求的动态无功补偿装置可以很好地抑制短路故障后的高电压问题,对于提高风电汇集地区无功电压安全水平有明显效果.     

大规模风电并网对电力系统的影响及应对措施

随着风电装机容量在电网中所占比重的不断增加,大规模风电并网对电网的影响也越来越严重.根据风电基地风电场实际运行数据,分析了大规模风电并网对电力系统的影响,包括风电场正常运行时的无功、谐波等问题,以及故障时对电网暂态电压稳定性的影响.根据风电场在运行中存在的问题,提出了提高风电机组低电压穿越能力,加强对风电场动态无功补偿装置运行管理等措施.     

大规模风电汇集系统无功电压管控机制及关键技术研究

随着我国风电的快速发展及大规模集中接入,大规模风电汇集系统的无功电压控制能力日趋成为制约风电消纳能力的关键因素。文章依托我国某千万千瓦级风电基地,提出了大规模风电汇集系统无功电压管控机制,围绕风电前期规划、设备并网检测、风电运行监测这3个环节深入开展大规模风电汇集系统无功补偿配置方法、风电场动态无功补偿装置并网检测技术、基于WAMS数据的风电汇集系统无功电压监控评价方法及评价系统开发等关键技术研究,以全面提升大规模风电汇集系统安全运行水平,提高风电集中送出及消纳能力。     

计及动态无功控制影响的大规模风电汇集地区电压稳定性分析

为了进一步分析大规模风电汇集地区电压稳定性,提出应考虑风电场动态无功控制的影响。基于电压-无功灵敏度法解释了动态无功补偿装置的恒无功控制方式所带来的汇集地区电压上升问题。利用小扰动稳定法,分析出采用高压侧恒电压控制的风电场内动态无功补偿装置之间存在很强的相互作用,并会引起不稳定的电压振荡。以华北某风电汇集地区为例,在PSS/E中比较分析区内所有风电场内动态无功补偿装置分别采用恒无功、高压侧恒电压和低压侧恒电压三种控制方式时受到小扰动后的电压变化。仿真结果验证了分析结论,表明在研究风电汇集地区电压稳定性问题上,考虑风电场的动态无功控制影响是必要的。     

风电大规模接入对蒙西电网电压的影响

介绍了蒙西电网风电的规模及风电场升压站、风电汇集站无功补偿设备的配置情况,分析了风电大规模接入后对蒙西电网电压的影响情况,提出风电用户加装动态无功补偿装置、风电汇集站加装电抗器、改变风电场SVC控制方式、优化风电场无功整体控制等应对措施。     

风电汇集系统暂态电压安全分析及其控制策略

保障风电汇集系统(WPCS)的暂态电压安全对于风能资源的大规模集群式有效开发利用具有重要意义。首先,以"三北"地区某实际风电场群为研究对象,通过分析暂态故障运行状态下风电机组和无功补偿设备的动态响应特性,详细探讨了风电汇集系统暂态电压安全事故的主要成因和发展过程;在此基础上,提出了一种风电汇集系统暂态电压安全控制策略。仿真结果表明:通过协调双馈风电机组和静止无功补偿设备在暂态过程中的控制配合,能够减缓系统遭受大扰动后的电压波动,从而抑制由于无功过剩所引发的风电机组连锁脱网事故。通过采取文中所提的电压安全控制策略,可以有效提高大规模风电并网系统的安全稳定运行能力。     

海上风电汇集站无功装置配置方案及其性能研究

以江苏如东220kV蓬树海上风电汇集站为例,研究了海上风电汇集站无功装置的配置方案及其性能特点。按照无功平衡原则,分析了海上风电汇集站无功补偿容量计算方法及其配置方案。利用电力系统分析软件PSD-V2009,研究了风电出力变化对电网电压的影响及系统发生短路故障时发生风电场脱网的可能性。仿真结果表明:在风电出力变化时,采用电容器补偿,电网电压发生阶跃性变化,汇集站低压母线电压越上限;采用SVG补偿,电网电压在国标允许值范围内平滑变化。在系统故障时,采用电容器补偿存在风电场脱网的可能,而采用SVG补偿可有效避免风电厂脱网的现象。     

计及动态无功控制影响的风电汇集地区高电压脱网原因分析

回顾电网实际发生的某次风电机组高电压脱网事故典型特征,总结提出:研究导致事故深层原因应充分考虑风电场汇集地区动态无功补偿控制的影响。基于简单系统推导出计及风电场感性支路恒无功控制影响的无功功率—电压灵敏度表达式,从原理上阐明目前动态无功补偿装置所广泛采用的感性支路恒无功控制方式将导致大规模风电汇集地区电网无功功率—电压灵敏度增大,其增大的幅度取决于感性支路的初值,并最终指出风电场感性支路恒无功控制方式导致的无功功率—电压灵敏度增大是导致"5·14"风电大规模脱网的主要原因之一。最后,结合实际系统的典型案例进行了仿真验证。