复杂地形风电场风机布置的探讨

位于复杂地形的风电场,由于地形起伏大、变化多,风电场内的风能分布情况所受影响因素众多,加大了复杂地形的山地区域进行风电场微观选址的难度。文章指出复杂地形风电场的风机选址时,应充分考虑地形对风的影响,结合场址的大小,分析风能的分布,提出了两种风机布置,通过分析比较,从而达到风电场微观选址的合理性和优化目的。     

计及集电线路和内部损耗的风电场模型分析比较

风电的接入会改变电网原有的潮流分布而对电网电压稳定性产生影响。潮流计算作为风电接入系统研究的基础,为得到其计算结果的准确性而建立风电场稳态模型具有重要的意义。以往的风电场系统潮流计算都是把整个风电场等效为一个风机处理,并没有详细讨论风电场内部的电网结构,潮流计算无法深入到风电场内部。在DigSILENT / PowerFactory中建立了改进的潮流计算模型,充分考虑了由双馈异步发电机组成的大型风电场的集电系统以及风电机组间电缆的功率损耗对稳态潮流计算的影响。     

风电场高电压故障的原因分析及仿真研究

近几年某些风电场出现了大规模风机在电压跌落故障清除后却因为高电压保护动作而切机的事故。本文针对风电场低电压穿越之后因高电压故障造成大规模风机脱网的现象进行了原因分析,并给出了合理的治理措施。在PSCAD仿真平台上建立了包含动态无功补偿装置SVC的典型风电场模型,仿真风电场在发生三相短路故障之后电压的恢复情况,一一验证了所提出的原因分析和改善措施的合理性。     

风电场无功补偿分析研究

风力发电在我国得到了快速发展,风机在电网中所占比例不断增大,对电网的安全和稳定运行带来很大的影响。文章针对风电场的实际情况和特点,搭建了风电场仿真模型,模拟风机不同有功和无功出力以及不同馈线类型和长度等情况下,风电场无功损耗和电压情况,以及固定补偿装置的无功调节配合能力。说明利用风机发出的无功功率可以减小汇集站内无功补偿装置的容量,基本实现无功平衡,提高电压稳定性。     

风电场内风电机组连锁脱网机理与低电压穿越能力研究

在江苏地区各风电场相关参数及低电压穿越能力测试数据的基础上,在DIgSILENT中对基于双馈风电机组的大规模风电场进行建模,可详细描述风电场内各风机低电压穿越的动态特性。在不同的电压跌落场景下,对风电场内部各风电机组的不同故障反应特性进行比较分析,确定整个风电场的低电压穿越能力并得出规律性结论。通过严重故障仿真得到风电场内部风机的脱网时序分布,分析了风机之间交互影响机理与连锁脱网的详细过程。最后,提出适当提高撬棒保护整定值、网侧变换器灵活运行和采用SVC等装置进行动态无功补偿可以提高风电场低电压穿越能力。     

经柔性直流接入的大规模直驱风电场等效建模与小干扰稳定性分析

含多台风机的大规模风电场经柔性直流接入交流系统的详细模型阶数过高,对小干扰稳定性分析和失稳机理研究提出了挑战.为此,建立了风电场经柔性直流接入交流系统的开环、闭环线性化状态空间模型.基于风电场开环状态空间模型及风电场节点电压电流关系,将全阶风电场模型通过单台风机动态及交流拓扑信息矩阵进行等效,并分析了风机输出功率、风机...     

考虑机组运行状态的海上风电场无功协调控制

针对由具有无功调节能力的双馈风机DFIG(doubly-fed induction generator)组成的海上风电场,结合海上风电场特点和无功补偿配置情况,在考虑风电场内机组crowbar动作情况、机端电压和因尾流效应导致的风速差异对双馈风机动态无功极限影响的基础上,提出在电网电压跌落期间通过调节转子电流,充分利用场内双馈风机的无功协调控制能力进行最大无功支撑实现低电压穿越;在电网电压恢复阶段,控制场内双馈风机快速输出感性无功抑制电网电压骤升,提高了低穿恢复阶段的过电压抑制能力。基于DIgSILENT/PowerFactory仿真平台,搭建风电场协调控制模型验证所提控制策略的效果。仿真结果表明,所提控制策略在电压低跌落状态下可以充分发挥风电机组的无功出力能力,协助电网电压快速恢复,有效提高故障电网的暂态电压水平。     

大型分布式电源模型化研究及其并网特性分析——（二）双馈风机专题

就大型双馈风机风电场各系统进行了模型化研究,确立了风机模型、整流电路、逆变电路、桨距控制系统等数学模型。基于这些模型,对大型双馈风机风电场风机输出功率特性,在复杂电网环境中的输出电压、电流特性进行了理论分析,并着重分析了大型双馈风机风电场在系统侧故障状态下的各种响应特性和其低电压穿越能力,以及输出谐波、电压波动等其他电能质量方面的问题。部分实验验证和仿真结果表明所建立的大型双馈风机风电场模型及其并网特性分析具备一定的正确性,为国家今后新能源战略提供了一定的理论基础和并网指导。     

风电场接入对电网电压稳定性影响

随着风电场容量和接入电压等级的不断提高,风电场对电网的电压影响越来越大。分析了风电场出力对系统电压影响的原因,对某含有风电场的实际电网进行了仿真计算。风电场对电网电压的影响由风电场容量、电网结构和潮流分布、风机类型等多种因素决定,在评价风电场对电网电压稳定影响时需要综合考虑上述因素。     

大型分布式电源模型化研究及其并网特性分析——(二)双馈风机专题

就大型双馈风机风电场各系统进行了模型化研究,确立了风机模型、整流电路、逆变电路、桨距控制系统等数学模型.基于这些模型,对大型双馈风机风电场风机输出功率特性,在复杂电网环境中的输出电压、电流特性进行了理论分析,并着重分析了大型双馈风机风电场在系统侧故障状态下的各种响应特性和其低电压穿越能力,以及输出谐波、电压波动等其他电能质量方面的问题.部分实验验证和仿真结果表明所建立的大型双馈风机风电场模型及其并网特性分析具备一定的正确性,为国家今后新能源战略提供了一定的理论基础和并网指导.     

恒电压控制下DFIG与SVG对电网电压的支撑研究

双馈风机（DFIG）能变速恒频运行,并具有一定的无功输出能力,已成为目前的主流发电机。DFIG虽然具备无功调压能力,但其能力有限,在电网遭受扰动情况下对风电场并网点电压的支撑能力不足。基于此,提出双馈风机采用恒电压控制,在充分利用机组无功调压能力的基础上装设SVG对风电场进行动态无功补偿,支撑风电场并网点电压。在分析双馈风机及SVG的数学模型基础上,采用空间矢量定向控制技术实现双馈风机的解耦控制和SVG输出无功的控制并得到两者的控制模型。根据得到的控制模型建立仿真模型,通过仿真验证了采用恒电压控制的双馈风机具备一定的调压能力,SVG与恒电压控制下的双馈风机相配合使得风机并网点电压在正常及故障下均得到显著改善。     

电气化铁路负序对风电场的影响

针对电铁负序造成同区域风电场内机组不平衡保护动作的问题,在考虑电铁牵引站负序电流特性、电铁负序作用下风机出力变化的基础上,理论分析了二者对风机出口电压/电流不平衡度的影响。参照新疆博州地区电网结构,仿真分析了电铁负序致使风电场脱网的机理。结果表明电铁负序不变时风机出口处电压/电流不平衡度因机组类型、出力不同而呈现不同程度的影响;风机脱网不仅与电压不平衡保护有关,在满足PCC点电压不平衡度治理的基本要求下,风电场内电流不平衡度超过5%的机组跳闸后可能引发连锁反应导致风电场脱网。     

海上风场出力变化对电力系统电压影响

针对沿海大规模风电场集中接入负荷中心电压偏高和波动过大问题,笔者以电力系统仿真软件PSD-BPA为平台,在现有陆地风电场基础上建立了考虑集电海缆的海上风电场几种模型,分析了集中模型、陆地风电模型、陆地及海上风电模型下风电出力波动对沿海某局部电网静态电压的影响,并以陆地及海上风电模型为例,提出了风机和SVC协调控制策略.分析结果表明,海上风场近区电压水平整体偏高,电压波动受风电影响较大,风机和SVC协调控制策略能较好地解决海上风场近区存在的电压问题。     

风电场静态电压稳定研究

大量风电并网运行将会影响电力系统的静态电压稳定性。不同的风机类型对系统电压稳定的影响差别很大。建立了风电场两种主流风机的数学模型,分析了风电场静态电压稳定的特点,通过连续潮流计算得到了风电场关键节点电压随风电场有功功率变化的P-V曲线,计算了一定条件些下的电压稳定极限,比较了不同风机类型对系统电压稳定极限的影响,分析了影响风电场静态电压稳定极限的主要因素。结果表明,影响风电场静态电压稳定性的主要因素为风机类型,接入线路参数R/X,机端补偿电容等。基于双馈异步发电机风电场静态电压稳定性要明显好于基于普通异步     

含风电场的电力系统概率潮流计算

用交流概率潮流方法对含有风电场的电力系统进行了分析。采用结合累积量和Gram-Charlier级数的方法,将直流概率模型拓展为交流概率模型,采用3参数的weibull分布来描述风速的随机变化,同时将异步风机处理为PQ节点,建立了风力发电机组的概率模型,基于风电模型对IEEE-30节点系统进行计算,得到了各节点电压的概率分布和各支路潮流的概率分布,分析比较了风电场加入前后电力系统的节点电压和支路潮流变化情况。     

分布式风电场对配电网暂态电压稳定性的影响

针对分布式风电场接入配电网后,网侧故障时风机的故障穿越特性对暂态电压稳定性产生较大影响的问题,利用DigSILENT软件改进了双馈式风力发电机(DFIG)模型,使其与实测风机具备相同的低电压穿越特性,并研究了分布式风电场接入配电网不同位置时风机的低电压穿越特性对暂态电压稳定性的影响。研究结果表明,风电场接入网架中心位置的暂态电压稳定性较好,但在故障和电网恢复过程中,配电网电压仍然发生两次电压跌落,而在风电场接入配电网公共连接点配置适当容量的SVG会提升电网暂态电压稳定性。     

风电机组不同控制模式下SVC在改善电网 电压质量中的应用

回顾了国内外风电发展的研究现状,总结了风电的运行特点和影响风电场并网的主要因素。针对某风电场建立了双馈变速风电机组的风机模型和发电机模型,分析了风机2种控制模式的特点。以某电网一风电场为实例,计算了配置静止无功补偿器(SVC)接入前、后电网电压波动的情况。仿真结果表明,配置SVC后对电网电压质量有较大的改善,且恒功率因数控制模式的改善作用更为明显,接近恒电压控制模式的2倍。     

基于STATCOM的双馈风力发电机低电压穿越能力分析

为了对风电场低电压穿越(Low Voltage Ride Through,LVRT)动态响应特性及其治理措施进行研究,建立了双馈感应发电机(Doubly Fed Induction Generator,DFIG)风电场仿真模型,讨论了DFIG网侧和转子侧变流器控制策略,并从风机机端电压、风机直流母线电压等关键方面分析了静止同步补偿器(Static Synchronous Compensator,STATCOM)在风电场低电压穿越防治中的应用有效性。分析结果表明,采用STATCOM可以显著改善风机在低电压情况的响应特性,同时STATCOM可以提供动态无功功率补偿,减轻电网低电压对风机的不利影响,有助于风机提供稳定发电能力,减少风电场停机时间和电网扰动。     

风电工程中预装式变电站的设计

目前,国内风力发电一般采用低压风力发电机,其输出电压为0．69kV。风力发电机组分布较分散,距离风电场中心变电站较远,为了减少电能在传输过程的损耗,通常将风机的出口电压经风机旁的小型升压变电站升压之后传送至风电场中心升压站。     

风电场接入系统静态电压稳定研究

大型风电场并网运行将会影响电力系统的电压稳定性。分别就两种主流风机（即普通异步发电机和双馈感应电机）风电场接入系统的静态电压稳定问题进行了研究。首先简要介绍了文中分析静态电压稳定问题的方法,即连续潮流法。然后分别建立了两种主流风机的稳态数学模型,分析了两种风电场静态电压稳定的特点。最后通过算例仿真,分析了影响风电场静态电压稳定的主要因素,比较了不同风机类型对风电场静态电压稳定的影响。