高滲透率風電與電網(wǎng)解列的交互影響及協(xié)調(diào)配合研究.pdf

1、隨著我國經(jīng)濟的飛速發(fā)展，與之俱來的是日益嚴峻的能源危機，風力發(fā)電、光伏發(fā)電等新能源發(fā)電方式成為主流；風力發(fā)電憑借其低成本、技術(shù)成熟及無污染等優(yōu)點迅速成為研究焦點。我國幅員遼闊，風能資源主要集中在東南沿海、內(nèi)蒙古、甘肅以及東北地區(qū)，但經(jīng)濟發(fā)達區(qū)域集中在華北、華中、華東，用電負荷比重大。因此我國風電資源分布不均衡且遠離負荷中心。風力發(fā)電等新能源大規(guī)模集中并網(wǎng)、遠距離輸送及風能受天氣影響、不可控等自身特性將對電網(wǎng)的穩(wěn)定運行帶來新的挑戰(zhàn)。我國電

2、網(wǎng)互聯(lián)規(guī)模持續(xù)擴大，若電網(wǎng)出現(xiàn)失步振蕩，波及范圍也越來越廣，如處置不及時，會反之影響風電可靠并網(wǎng)，威脅大電網(wǎng)的穩(wěn)定運行。
　　主流雙饋、直驅(qū)風電機組通過電力電子系統(tǒng)并網(wǎng)，當系統(tǒng)發(fā)生較大擾動時，出于電力電子元器件設(shè)備級的安全角度考慮，風電機組保護動作切除機組，從擾動期間對電網(wǎng)動態(tài)支撐角度考慮，電網(wǎng)要求風電機組具備低、高電壓的故障穿越能力，但由于各風電制造廠商生產(chǎn)的機組性能不一，故障穿越的表現(xiàn)不同，因此，抗干擾能力弱、易發(fā)生脫網(wǎng)是風電

3、的特點之一；通過電力電子并網(wǎng)，風電的低慣量、與系統(tǒng)的弱耦合以及功率的快恢復特性也將影響風電并網(wǎng)的暫穩(wěn)特性；同時，由于原動力風能的隨機波動，風電出力頻繁變化，影響到并網(wǎng)的無功電壓特性，進而影響暫態(tài)失步特性；這些方面使大規(guī)模風電并網(wǎng)具有一定的可變性，必然會影響到電網(wǎng)的失步振蕩特性，引發(fā)實際電網(wǎng)中振蕩中心的遷移以及安全解列裝置的可靠動作，電網(wǎng)解列后可能造成風電大規(guī)模脫網(wǎng)，并網(wǎng)可靠性下降。
　　首先，回顧過去多年風電的發(fā)展進程并展望未來發(fā)

4、展趨勢，綜述了風電并網(wǎng)與電網(wǎng)失步解列的研究現(xiàn)狀，介紹了目前常用的三種類型風機的模型和原理，較系統(tǒng)地闡述了國內(nèi)外電網(wǎng)在發(fā)生嚴重故障導致失步振蕩后解列裝置動作原理。
　　然后，基于擴展等面積法則，利用由中國電力科學研究院開發(fā)的PSD-BPA仿真軟件，構(gòu)建了“風火打捆”等效單機無窮大仿真系統(tǒng)，通過觀察在風電不同接入比例下、風電場有無無功補償以及風電場不同運行方式下系統(tǒng)故障時解列裝置的動作響應特性，從多個方面仿真分析風電并網(wǎng)對系統(tǒng)失步解列