风力发电引起的电压波动和闪变

并网风电机组在持续运行和切换操作过程中都会产生电压波动和闪变，对当地电网的电能质量有不良影响。从并网风电机组输出的功率波动出发，分析了风力发电引起电压波动和闪变的主要原因。介绍了关于并网风电机组电能质量的国际电工标准IEC 61400-21，给出了风电机组在持续运行与切换操作期间引起的闪变值和相对电压变动的计算公式。然后综述了有关风力发电引起的电压波动和闪变的计算方法和影响因素等方面的研究成果，最后展望了未来的研究方向和研究重点。     

珠海风电场电能质量测量与分析

介绍了风电并网对电能质量的影响,结合珠海并网运行风电场电能质量实测结果,从谐波电压、谐波电流、闪变、暂态电能质量方面进行了分析,并提出风电场电能质量改善的具体措施和建议。     

风电场并网对电网电能质量的影响分析

对风电场并网运行后的电网电能质量进行分析和计算,首先对风电场并网运行引起闪变和谐波的原因进行了分析,根据IEC标准和有关国家标准给出闪变和谐波的计算方法,最后结合实际算例对风电场并网运行后的电能质量计算分析方法进行了说明。研究表明,风电场并网运行所带来的电能质量问题与风电机组类型以及网络结构有关,应在风电场的规划阶段做好电能质量的评估工作,防止风电场接入电网后出现电能质量问题。     

风力发电的LVRT功能应用及并网影响

为了减少风力发电机组并网对电网的冲击和提高风电并网后的电能质量,需要对风电机组并网提出技术要求。分析了风力发电的低压穿越(LVRT)功能在双馈变速异步风电机组中的应用和其控制过程,并指出LVRT功能对提高风电并网的电能质量具有重要作用。     

风电场在公共连接点的闪变

依据并网风电机组电能质量的国际电工标准IEC61400-21规定,基于单台风力发电机组连续运行和切换运行的闪变计算,分析了风电场在公共连接点处的闪变值计算方法,推导出同种机型组成的风电场容量的计算方法。以1.5 MW双馈机组为示例风机组成风电场,取3台机组的实测闪变系数平均值为正常范围的计算依据,计算了不同系统短路容量下风电场允许安装的风机台数。以国家标准GB12326-2000对电压波动和闪变的规定为参考限值,对闪变超标的单台机组,以及闪变值符合电能要求的单台机组进行了对比分析,绘出系统短路容量、闪变系数及风电场容量的关系曲线。结果表明风电场内的单台机组闪变系数在正常范围内,即使公共连接点处的短路容量较小,闪变也不会成为风电场容量的限制因素。单台机组的闪变系数接近限定值,机组的闪变值及系统短路容量的大小都是限制风电场容量的主要因素。     

风电场接入电网后的电能质量问题分析

风电并网运行所引起的电能质量问题如闪变和谐波等随风电比重的增大而日益突出。本文对风电场并网运行产生闪变和谐波的机理进行了分析,再给出计算方法,最后结合实际电网算例对风电场并网运行后的电能质量计算分析方法进行说明。     

高风电渗透率下变速风电机组参与系统频率调整策略

考虑负荷波动、风电有功输出的随机性,针对电力系统对大规模风电并网时电能质量、经济性、负荷支撑和快速响应等多方面的需求,提出了一种高风电渗透率下变速风电机组参与系统频率调整的多时间尺度协调优化策略。根据变速风电机组运行特性,制定不同风速工况下风电机组的减载控制,并在不同时间尺度对机组间的调频出力进行协调,使惯性与一次调频相结合,实现频率调整优化。结果表明该策略下变速风电机组不仅能够有效地为系统提供惯性支撑,并且具备灵活、可控的静态频率响应特性。     

含风电场的电力系统频率特性动态仿真分析

针对风电接入电力系统后对其稳定性的影响问题,阐述了含风电的电力系统动态仿真模型(风电机组模型包括恒速异步风电机组和双馈变速风电机组),仿真分析了电网侧发生扰动及风电场侧发生扰动情况下风电系统的频率响应过程,以及风电并网运行对系统频率的时空分布特性的影响。仿真结果表明,电网侧发生扰动及风电场侧发生扰动情况下,两种不同风电机组对系统频率的作用及影响不同,风电并网运行对频率的时空分布特性产生了重要影响。     

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。     

风电并网对乌兰察布电网电能质量的影响与分析

随着变速恒频电机、双馈电机等新型发电机组在风电场的应用推广,风电并网给电网带来的谐波污染、电压波动及闪变等电能质量问题日益严重。当前,风电场的规模和容量不断扩大,对系统的影响也越来越明显,接入大电网引发的电能质量问题引起了广泛的重视。本文通过乌兰察布电网的工程实例对风电场并网的各种电能质量问题进行了分析,并根据国家相关标准,对电能质量的分析方法进行了说明,提出相应的建议和措施。     

考虑风资源影响的风电场电压波动和闪变评估

风电并网后引起的电压波动和闪变水平可能超出国家有关标准,造成严重的电能质量问题,因此,在风电并网之前需对这两者进行评估。采用了一种新的评估方法。区别于国际电工标准(IEC61400-21)中电压波动与闪变的评估,此方法考虑了风电场的风资源情况对这2个指标的影响。对风电场在不同出力下由阵风引起系统的电压波动进行计算,并用IEC闪变仪计算短时间闪变值Pst。用所提方法和IEC标准对我国某一新建的风电场进行评估。结果表明,所提方法不仅能有效地进行电压波动与闪变评估,而且能更好地考虑风速变化对风电场带来的潜在影响。     

风电引起的电压波动与闪变的仿真研究

风能存在随机性,大规模风电并网后会引起附近电网电压波动,风况、风电机组特性和电网状况会对风电引起的电压波动与闪变有影响。文章从风能和风力发电机组特性出发,建立了含风电机组的电网仿真模型,基于Matlab/Simulink搭建了仿真模型,研究了风电场所接入电网状况对风电引起的电压波动与闪变的影响。算例结果表明,系统短路容量和线路电抗与电阻比等对风电场的电压波动与闪变有较大的影响,通过选取合适的并网点和电压等级、合适的线路电抗与电阻比,能够有效抑制风电引起的电压波动与闪变。     

风能发电并网时引起的电压波动与闪变检测的仿真研究

分析了风能发电并网时引起电压波动、闪变、谐波等电能质量问题,提出了解决此电能质量问题,可利用检测到的扰动信号和逆变电源来及时调控风能发电的接入和退出,以达到电网的稳定,探讨了现有电压波动、闪变的检测方法,在平方解调检测法的基础上提出了一种新的检测方法,并对其进行了仿真验证,仿真结果表明所提方法比平方解调检测法具有更好优越性和更高的精度,且简单实用,很有应用价值。     

改善基于双馈感应发电机的并网风电场暂态电压稳定性研究

提出了改善基于双馈感应发电机的并网风电场暂态电压稳定性的措施以实现风电场的低电压穿越(low voltage ride through, LVRT)功能。目前，大部分基于双馈感应发电机的变速风电机组不具有故障情况下的暂态电压支持能力，当电网侧发生严重短路故障时，风电场的暂态电压稳定能力会影响到电网安全稳定。该文在DIgSILENT/PowerFactory中建立了具有暂态电压支持能力的变速风电机组转子侧变频器控制模型及用于故障后稳定控制的桨距角控制模型，通过包含风电场的电力系统仿真计算验证了模型的有效性及其对风电机组和电网暂态电压稳定性的贡献。仿真结果表明，当电网侧发生三相短路故障时，风电机组转子侧变频器暂态电压控制能够控制风电机组发出无功功率支持电网电压；桨距角控制能有效降低变速风电机组机械转矩，避免出现风电机组超速及电压失稳。得出结论：采用变频器暂态电压控制及桨距角控制能够改善基于双馈感应发电机的并网风电场的暂态电压稳定性，确保风电机组低电压穿越(LVRT)功能的实现及电网安全稳定。     

风电系统中电压闪变抑制方法研究

风电机组的一些固有特性会造成风电场的电压波动,进而引发闪变.分析了风电场闪变产生的原理和影响因素,指出依靠补偿装置可以有效抑制电压波动和闪变.比较了几种改善电压闪变的补偿装置的工作原理和性能特点,为抑制风电系统的电压闪变提供了参考.     

考虑风电引起电压闪变的改进IEC数字化闪变仪模型

伴随着风力发电的迅猛发展,风电并网带来了不容忽视的电能质量问题,电压闪变是其中之一。电能质量扰动检测是有效治理电能质量问题的基础和前提。首先对风电并网引起电压闪变进行了机理分析,然后构建了IEC数字化闪变仪模型,并针对风电引起电压闪变的特点,对模型进行了改进,给出了改进后的IEC数字化闪变仪模型,最后在Matlab／Simulink平台上进行了仿真验证。     

风电并网引起的电压闪变及应对策略

介绍了风电并网所引起的电压闪变及其产生机理,指出了风速、塔影效应等因素对电压闪变的影响,风电并网点选择需考虑SCR和R/X对电压闪变的影响。依靠补偿、储能设备可以抑制电压闪变,总结了6种抑制电压闪变的储能补偿设备的工作特性、性价比、优缺点及使用状况。     

基于稀疏复原算法的风电并网电压闪变包络线提取

闪变包络线检测是分析电压波动与闪变的关键。IEC推荐的平方检测法在闪变低频段的包络线提取误差较大,不适合风力发电并网产生的电压闪变包络线提取。文中针对风电并网引起的电压闪变问题,提出了基于稀疏复原算法的闪变包络线提取方法。以电压闪变信号的极值点作为观测序列,根据闪变包络线低频段较平稳的变化特性,构造变频宽的离散余弦变换基,利用正交匹配追踪算法还原出最佳闪变包络线。通过对单一频率闪变、复合频率闪变、基波频率变动、谐波及噪声影响的电压闪变信号进行分析,表明了该算法提取闪变包络线的准确性。最后,通过对张北柔直电网中新能源风电场实测的电压波动信号进行分析,进一步验证了所提算法提取风电并网引起的电压闪变包络线的可行性与有效性。     

大规模风电并入电网对电力系统的影响

研究了风力发电机组并网及风电场对当地电网电能质量的影响,对接入电力系统的影响。分析了风电机组的输出功率特性,分析了风电机组对谐波、电压波动与闪变、电压跌落的影响。讨论了风电场对电力系统调频调峰的影响、对稳态电压的影响、对保护系统的影响,分析了不同风力机的设计方案和选型对电网电压的影响。指出控制系统的设计和优化对改善风电的电能质量,减小对电力系统的影响有积极的作用。