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主编 吴涛:西安交通大学博士。现为华北电力科学研究院系统研究所所长
近年来风电迅速发展,与常规水电、火电相比,风电机组运行存在以下两个特点:
1、无功调节能力不强,如恒速恒频异步风机(简称“常规异步风机”)在任何运行方式下均不能向系统提供动态无功支撑,仅能通过电容器投切,调整其等效功率因数接近1.0;变速恒频双馈异步风机(简称“双馈风机”)能提供一定动态无功支持,但通常采用恒定无功控制方式,其无功调节能力有限(国网励磁相关标准明确规定,常规火电机组必须运行在恒定定子电压控制,禁止恒定无功控制方式)。
2、有功出力随风速变化而随机波动。一方面,风电场有功波动引起沿线无功损耗变化,导致系统电压波动,且难以控制;另一方面,其潮流波动对同一送电通道上的常规火电机组而言,相当于扰动源,可能引发低频振荡。
目前在一般情况下,风电机组的低电压穿越功能模块大都没有投入,且风电机组的电力电子设备所设置的保护门槛比较灵敏,在电网发生扰动时可能由于非线性保护动作而导致风机自动脱网。若出现大容量风机脱网,引起系统过电压,可能导致常规火电机组深度进相,甚至导致励磁系统低励限制动作,控制切换为恒定无功控制,一些AVR的PSS功能被屏蔽,系统静态、动态稳定水平显著降低,可能引起系统振荡事故。
因此,大规模风电接入后,将导致电网运行特性发生变化,引起电网规划、设计、生产、运行等部门的广泛关注。
本书从风电运行调研及发展规划、风电仿真、大规模风电接入后电网安全稳定研究、风电并网运行管理等方面,开展电网风电并网运行研究。主要技术创新点如下:
(1) 国内首次建立了包括DIGSILENT、 PSS/E、BPA和PSASP等程序的综合风电仿真分析平台,用于进行不同类型风机特性仿真和风电接入后电网稳定性研究,形成具有自主知识产权的发明专利《一种发电机低电压保持并网的测量方法和系统》;
(2) 在风电场调研的基础上,通过计算分析、比较论证,选择确定华北电网风电小扰动及短路试验方案,成功进行了现场工业试验,形成风电参数测试试验方法;
(3) 国内首次根据现场实测数据,用风电仿真分析平台进行对比仿真分析,提出华北电网双馈风机关键模型参数及保护特性参数,为更准确开展电网稳定计算分析和采取措施提供了技术保证,其中由试验得到的不同厂家风电机组低电压穿越特性为《华北电网风电接入系统技术规定》修编提供技术依据;
(4) 华北首次用风电实测模型参数及保护特性参数开展风、火电混合远距离送电及大规模风电接入后地区电网稳定性研究,得到稳定控制极限和严重故障安全自动装置策略,用于指导电网规划建设、生产运行。
序
前言
第一章风电运行及发展规划
第一节风力发电现状
第二节风力发电规划
第二章风电接入电网技术
第一节风电接入电网分析
第二节风电并网继电保护配置
第三节风电机组特性测试及风电场并网检测
第三章风电并网继电保护配置
第一节风电机组的数学模型
第二节风电场扰动试验及风电机组模型参数辨识
第三节 大规模风电接入后电网安全稳定分析
第四节 风电接入后提高电网电压稳定水平的控制措施
第四章风电运行管理
第一节风电功率预测
第二节风电调度与优化技术
第三节风电运行特性研究
第四节风电运行异常情况分析
第五章风电建模及仿真
第一节风电机组控制技术
第二节风电场无功补偿技术
第三节风光储联合发电技术
第四节光伏、储能物理数字混合仿真
第五节 轻型高压直流输电技术在风电送出中的应用
附录 目前执行的风电相关文件和标准
参考文献2100433B
而在电网方面,加快建设智能电网是一种解决风电并网难题的思路。“建设智能电网的目的之一就是解决新能源电力并网问题。”毕天姝表示,智能电网中有大量传感器,能随时了解用户状况,从而大大增强电网的可控性,并可...
徐韦华,在台湾很有影响力的著名拼布作家,从事拼布材料包设计多年,经验非常丰富。
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大规模风电并网引起的电力系统运行问题及应对策略研究
在当前的电力系统中,风力发电所占的比例越来越高。只有大规模的进行风电并网,才能保证合理、高效地运用风能。风电进行并网时,难免会给电能质量和电力系统的稳定性造成一定程度的影响。本文结合大规模风电并网引起的电力系统运行问题及应对策略研究的实际情况,对大规模风电接入对电网电压造成的影响以及风电场电压控制问题、大规模风电接入对电网稳定性的影响以及风电机组低电压穿越能力问题进行了较为细致、深入地解析,指出了大规模风电接入对电网调度运行的影响以及风电功率预测的必要性,希望能够对大规模风电并网引起的电力系统运行问题及应对策略研究的实践工作发挥重要的借鉴作用。
风电并网智能化技术研究
目前,国产风电机组的单机容量已达到1.5MW、2MW甚至更高级别,但从零部件制造来看,在不同环节自主创新能力高低不一。风电机组主轴承在国内还没有专业制造厂,目前几乎全部依赖进口。
《风电并网运行与维护》可作为研究生及从事风电技术和其他可再生能源发电技术研究人员的参考用书。书中主要内容是作者的观点和研究结果,所得到的结论仅供读者参考。大型风电场并网运行在我国已经开始迈出快速发展的步伐,风电场并网运行及风电场维护问题已经被风电领域的研究者们所关注。《风电并网运行与维护》尝试从风电机组建模、风电场建模、风电场并网控制、风电场并网后引起的电能质量、风电并网后系统的电压稳定性及风电场运行内部相关要求等方面研究和探讨风电并网运行所涉及的问题;从风电机组故障诊断和风电场监控与常规维护两方面对风电机组或风电场非正常运行时的问题进行分析和探讨,并根据研究结果,在风电场并网运行与维护方面给出一些建议。《风电并网运行与维护》最后一章简单探讨了风光互补与风水互补发电内容。
本书全面介绍了大规模风电并网方面的知识及相关的主要问题,帮助读者了解风电并网的最新研究成果及运行经验,介绍与风电并网相关的主要电气、机械知识,机械工程师可以学习到足够的电力工程知识,使他们可以理解风电场电压控制和故障穿越问题;而电气工程师可以从介绍的风电机组空气动力学知识中获益。他们都需要理解电力市场,尤其是风电可能如何交易。目前国内还没有像此书这样综合性地全面介绍风电场并网技术的专著。尤其在我国风电迅速发展,大规模风电并网已成为一个重大关注问题的背景下,本书有重要参考价值。
本书适用于风力发电尤其是风电并网方面的基础研究、应用等方面的有关人员,包括研究、规划、设计、建设和运行人员;本书也适用于可再生能源有关专业的大学本科生和研究生,也可用于教学培训。
《风电场并网技术》主要内容包括风电场的组成与控制,风电场并网对电力系统的影响,风电场并网技术规定和要求,风电场并网方案,风电场调压计算、潮流计算、稳定计算、一次部分计算、继电保护及安全自动装置、调度自动化、通信,风光联合运行,风能和抽水蓄能及其他储能系统联合运行,可再生能源发电微电网运行等。