国内首次风电机组低电压穿越能力测试完成

2010年7月29日,美国穆格公司下属工业集团宣布,近日成功协助中国国电集团旗下的国电联合动力有限公司完成国内首次风电机组低电压穿越能力测试。通过测试风电机组位于吉林省长岭县国电双龙风电场一期,该风电场一期所有33套风机均配备满足低电压穿越要求的穆格变桨系统,这批变桨系统从安装之初已经稳定运行了6个月。     

国家863计划课题“风电机组低电压穿越测试系统研制”通过验收

近日,由中国电科院承担的国家863计划课题"风电机组低电压穿越测试系统研制"顺利通过国家科技部组织的验收。课题研究提出了我国风电机组/风电场低电压穿越的技术要求;建立了风电机组低电压穿越测试系统仿真模型;研究了风电机组低电压穿越测试方法,经对不同电压跌落发生装置设计方案研究与比较,开发了具有自主知识产权的风电机组低电压穿越测试系统;完成了低电压穿越测试的示范应     

风电机组低电压穿越测试相关技术研究

风电机组具备低电压穿越能力是风电大规模接入系统的前提保证之一,目前我国已经开展低电压穿越测试工作。介绍风电机组低电压穿越能力测试的内容及原理,并根据已有的风电机组低电压穿越测试经验对短路容量的选择、抽检测试中电压跌落深度的选择、机组励磁与并网装置(变流器)的低压穿越电路原理以及标准中有功恢复速度进行了分析。最后,对风电场风电机组的低电压穿越能力管理提出了一些建议。     

双馈风力发电机组低电压穿越试验与分析

在分析双馈风力发电机组主控系统、变流器、变桨机构协同控制的基础上,提出了通过调整叶片的桨距角,减少风能的捕获,防止机组超速的变桨机构控制策略及电网电压恢复后快速、稳定恢复有功功率输出的功率给定策略。110 kW小功率试验台模拟试验及2MW双馈风电机组低电压穿越测试说明,控制策略能够满足不同风况下,双馈风电机组低电压穿越过程中转速及功率恢复的控制。     

具有低电压穿越能力的集群接入风电场故障特性仿真研究

结合风电机组的结构和并网原理,对直驱风电机组提出了"卸荷电路+无功补偿"的低电压穿越改进控制方法,对双馈风电机组采用了DC-Chopper和SDBR(series dynamic braking resistor)代替Crowbar的低电压穿越改进控制方法。以PSCAD为平台分别构建了具备低电压穿越能力的直驱风电机组和双馈风电机组的并网仿真模型;结合风电并网技术规程,采用电压跌落器仿真验证了直驱、双馈风电机组在电网电压跌落下的低电压穿越能力。参照新疆达坂城实际风电场群接入系统方案,构建了包含具备低电压穿越能力的直驱、双馈风电机组的集群风电场仿真算例,研究了风电场送出线故障、集群风电场送出线电压跌落、系统线路电压跌落时风电场群故障穿越特性。仿真结果表明:集群接入风电场送出线电压跌落会影响相邻风电场及系统的电压和频率,故障结束后整个风电接入系统可以在风电接入技术规程要求的时间内恢复至稳态运行状态。研究成果有助于分析风电大规模集群接入系统的运行特性,提高电力系统对风电的接纳能力。     

具有低电压穿越能力的风电接入电力系统继电保护的配合

具备低电压穿越能力的风电机组要求在一定的故障条件下不脱网,需要相关继电保护与之配合。详细分析了风电场送出线以外输电系统元件故障、风电场送出线故障、风电场内部电网故障以及风电机组本体故障情况下,输电系统保护以及风电场内部保护应有的配合关系。进一步分析了当前集中式接入风电场的继电保护配置,指出风电机组保护及变流器保护选择性不强,在风电场内部保护或系统保护动作切除故障之前,风电机组已经脱网,而且将风电网等同于单侧电源的配电网,没有考虑风电机组对短路的贡献。最后分析了单风电机组本体保护、风电场主变保护、风电场送出线保护需要进行的改进,以保证低电压穿越能力的发挥,并指出各保护需要注意的问题。     

风电机组低电压穿越能力测试中的风机故障

近年来,我国风力发电装机容量不断增长,大规模风电并网对电网的影响日益受到重视。低电压穿越能力是风电机组并网特性的重要考核指标之一,该文详细分析了目前风电机组低电压穿越能力测试所依据的标准,就标准中对风电场及风电机组低电压穿越性能的具体要求进行了分项阐述,在此基础上总结了已开展的现场低电压穿越测试中风机发生的种种故障及其原因,证明了同样机型的风电机组测试性能存在差异,而且现场试验证实了风机零部件故障也成为影响风机低电压穿越性能重要因素。     

风力发电机组低电压穿越能力的试验分析

针对多起因系统故障引起电压跌落,导致风力发电机组脱网事故,对风电机组的低电压穿越能力进行分析,采用风电机组低电压穿越移动测试装置对风电机组进行低电压穿越能力测试。测试结果表明:风电机组低电压穿越能力测试可以精确记录风电机组低电压穿越期间电压、电流等各项参数指标,对并网风机及系统的稳定运行意义重大。     

技术应用

我国首次风电机组低电压穿越现场测试成功开展3月8日,我国首次风电机组低电压穿越现场试验项目在吉林省长岭县双龙风电场成功开展。此次试验,是我国首次开展风电机组低电压穿越试验,试验装置由中国电科院新能源研究所和德国FGH公司合作开发,该装置是当今世界最先进的风电机组低电压穿越移动检测设备,可满足世界各国并网导则的试验要求,为额定容量不大于3 MVA、并网电压等级为10 kV或35 kV的风电机组提供低电压穿越试验。     

国内首次风电机组低电压穿越能力现场测试顺利完成

<正>由吉林公司和中国电力科学研究院联合开展的国内首次风电机组低电压穿越能力现场测试工作于5月17日在吉林省长岭县国电双龙风电场顺利完成,标志着我国己具备国际级风电机组低电压穿越能力现场测试能力。     

技术应用

我国首次风电机组低电压穿越现场测试成功开展3月8日,我国首次风电机组低电压穿越现场试验项目在吉林省长岭县双龙风电场成功开展。此次试验,是我国首次开展风电机组低电压穿越试验,试验装置由中国电科院新能源研究所和德国FGH公司合作开发,该装置是当今世界最先进的风电机组低电压穿越移动检测设备,可满足世界各国并网导则的试验要求,为额定容量不大于3 MVA、并网电压等级为10 kV或35 kV的风电机组提供低电压穿越试验。     

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。     

并网型异步风电机组的低电压穿越性能分析

为了分析并网型异步风电机组低电压穿越的性能,文中给出了异步风电机组和无功补偿装置(STATCOM)的模型,建立了风电场仿真系统模型,分别仿真了采取改善措施(在汇流母线处加装STATCOM)前后两种并网型异步风电机组低电压穿越的性能并进行了对比分析.得出结论:鼠笼式异步风电机组低电压穿越能力较弱,双馈式异步风电机组低电压穿越性能优越;采取一定改善措施后可以明显提高两种机组的低电压穿越性能,尤其是对鼠笼式异步风电机组改善最为明显.     

风电场低电压穿越能力的规定

问：风电场低电压穿越能力的规定有哪些？ 答：风电机组低电压穿越是指当电网故障或扰动引起风电场并网点的电压跌落时,存一定的电压跌落范围内,风电机组能够保证不脱网连续运行。具有低电压穿越能力的风电场有利于整个电网的稳定与安全。     

考虑低电压穿越的海上风电继电保护方案研究

考虑给电网故障保护切除预留时间、风电场内部故障保护切除预留时间,提出了计及低电压穿越的海上风电场继电保护整定方案,分析了海上风电机组本体保护和35 kV集电海缆的保护。通过对海上风电机组箱变低压侧故障、海上风电机组低电压保护与低电压穿越的配合、35 kV集电海缆故障等进行保护动作时序的ETAP仿真分析,验证了该方案的可靠性,以期应用到工程实践中。     

不同风电机组的低电压穿越能力分析

应用Matlab 7.0建立了含不同风电机组的风电场动态模型,用于研究包含恒速异步风力发电机和双馈异步风力发电机的风电场对电网的影响,通过仿真分析电网发生严重三相短路故障后不同风电机组的低电压穿越能力,以及加装静止无功补偿器(SVC)后风电机组的低电压穿越能力.比较风电机组转速、有功功率和无功功率变化情况,得出结论:双馈异步风力发电机变速平稳,低电压穿越能力较强,有利于优化电能质量.当电网发生故障时,针对风电场中的不同风电机组应采用不同的策略来提高风电机组的低电压穿越能力,维持电力系统的稳定运行.     

风电场低电压穿越能力对地区电网稳定性的影响研究

随着风电穿透功率的急剧增加,风力发电对地区电网稳定性的影响变得不容忽视,风电机组低电压穿越技术的研究成为热点问题。在详细分析双馈感应风电机组各模块数学模型的基础上,建立了用于动态仿真的风电机组的暂态计算模型。以华东地区某一实际并网风电场作为算例,对风电场是否具备低电压穿越能力对电网稳定性的影响进行了研究,在国家电网的风电场低电压穿越要求及地区电网实际情况的指导下,提出了适合地区电网的低电压穿越最低要求,仿真结果验证了风电场执行文中提出的低电压穿越最低要求时,地区电网稳定性能够得到满足。     

电力系统对并网风电机组承受低电压能力的要求

阐述了风电机组低电压穿越原理和相应的控制策略,在电力系统仿真分析软件DIgSILENT/Power Factory中建立了具有低电压穿越功能的双馈风电机组模型。以某地区电网为例进行仿真计算,并提出了一种确定风电机组低电压穿越参数与要求的方法。通过计算系统中所有母线依次发生短路时风电机组在短路瞬间的机端电压值,在地理接线图中标出了系统中不同母线短路时对风电机组端电压的影响程度,据此给出了风电场低电压穿越功能中的电压限制值。分析结果表明,在某些情况下要求风电机组具有很强的低电压穿越能力是不符合实际的;而在另外一些情况下则必须要求风电机组具有较好的低电压穿越能力,否则会对系统的稳定运行构成威胁。因此,应根据具体接入方案计算风电机组低电压穿越功能中的电压限值。     

风力发电及其控制技术新进展

综述了风力发电技术态势,即单机容量大型化、海上风机、定桨矩向变桨、变速恒频、无齿轮箱（直驱式）、结构设计发展,以及风电场远程监控及无线网络技术应用;论述了风力发电系统结构,如定速、变速风力发电系统原理及特点;列举了机组状态监测系统、测量参数,以及系统构成及实施功能;介绍了风电机组功率控制策略,以及变桨距控制、偏航控制、发电机控制原理及技术特点;提出了风电机组低电压穿越技术措施,如转子旁路保护电路、转子旁路加定子侧电力电子开关的组合电路、改进变换器控制算法、定子侧有源保护电路等;最后,针对多端电压源换流器高压直流输电用于风电场并网,分析结果表明双馈风电机组等效模型能正常稳定工作,在逆变侧发生故障时能较快恢复,且控制效果明显。     

笼型异步风电机组低电压穿越改造方案的比较研究

随着我国风电装机容量的不断扩大,风电场具备低电压穿越能力已成为其并网发电的必要条件,而传统的笼型异步风电机组本身并不具备低电压穿越能力。提出了对不同改造方案的基本评价标准,总结并分析了几种笼型异步风电机组低电压穿越改造方案,并对其中几种可行性较高的方案进行了仿真研究。仿真结果显示,利用动态无功补偿器方案或改进型功率逆变方案都可以实现风电机组的低电压穿越功能。最后利用移动式低电压穿越检测设备对改进型功率逆变方案进行了现场测试,测试结果与仿真结果一致,证明了改造方案的有效性。