省级电网风电接入能力及其稳定性的影响系列研究项目可行性研究报告.docVIP

山东电力集团公司科学技术项目 可行性研究报告 项目名称： 省级电网风电接入能力及其稳定性的影响系列研究 申请单位： 山东电力集团公司调度中心、山东电力研究院 起止时间： 2011年1 月至2012年 12 月 项目负责人： 邱夕兆 通信地址： 山东省济南市经二路150号 250001 联系电话： 0531 传 真： 0531 申请日期： 2010 年 月 跌落故障条件下的脱网造成电网电压和频率崩溃。目前的研究也已经成为了科研机构的研究热点。MCR在国外已有20多年的运行经验，2005年俄罗斯已研制出500 kV、180 Mvar三相磁控电抗器。由于认识到MCR在高压大功率领域的优势，欧洲许多国家也开始对MCR进行深入的研究，一些公司，如ABB甚至开始了超导MCR的研制。我国在磁控电抗器高压无功补偿技术的研究上近年来也取得较大成果，目前国内已有一些厂家通过自主创新，研究并生产MCR产品，并在铁路、煤炭、电网等领域获得了一定程度的推广应用。由于其具有占地面积小、能适应恶劣环境、维护工作量小、可靠性高、寿命长、输出电流谐波含量小等优点，市场反应良好。 风电发达国家目前都已实现了风电场动态无功补偿，在风力发电机启动、运行过程中防止波动、稳定电压，在公用电网发生故障的时候投入全部补偿，起到紧急处置、稳定公网电压的作用，以强有力的技术手段保证风电优化调度和电网的安全稳定运行。 我国的无功补偿理论已处在成熟阶段，补偿设备制造工艺也日趋成熟，已经投运的风电机组几乎都安装了无功补偿设备。但风机制造核心技术尚依赖进口，目前风电机组的计算模型只有GE风电机组的模型，其他机组均套用该机组的模型，主要原因是风电场不能提供机组的详细模型和相关参数，可能是国外厂家以技术必威体育官网网址为由没有提供。这样导致得到无法得到风机电压的准确模型，无法准确分析风机并网的电压特性，从而制定出合理的补偿方案。 项目的理论和实践依据 3.1 理论依据 根据山东省风资源数据、电源和电网现状及发展规划数据，在研究山东省电网结构和负荷需求、山东省电网发展风电的经济性等基础上，分析山东省电网接入风电的能力以及风电与直流输电接入对交流电网的影响，为提高直流输电和风电接入方式下的运行控制水平提供科学依据。 基于风电机组及其接入系统的相关理论研究，结合实际运行系统，建立基于PSCAD的风电机组及其接入系统的整体暂态仿真模型。对接入系统和风电场内部发生的各类型故障时暂态电气量的特性进行研究分析，建立风电机组接入系统的整体暂态计算工程简化模型，并提出适用于风电场接入系统的整体稳态计算算法。 研究风电接入电网后风电场有功无功控制调节策略。合理的控制策略不但能保证风电机群最大限度地、安全地捕获风能,同时也能充分发挥风电机组的无功调节能力,使风电机群能够参与电网的无功调节,平衡无功扰动,提高风电机组接入系统的电压稳定性,实现全网的优化运行；传统的发电计划的制定基于电源的可靠性和负荷的可预测性。由于风能的随机性，风电场出力的预测水平还达不到工程实用的程度。 研究风电接入对山东电网无功电压特性的影响。以实际网架和规划网架为基础，分析研究山东电网的无功电压特性；并在此基础上分析山东电网大规模风电接入所面临的电压稳定问题，制定风电接入电网后的电压调整及控制的措施。 研究风电机组的电压特性。通过从风电场及主流风电机组制造商获得的资料，从实际运行数据等途径分析研究风机并网的电压特性；研究风机的有功、无功调节控制手段；研究风机系统的电压波动特点及抗干扰能力；针对风电场招标量较大的双馈及直驱机组，重点分析其运行的电压特性。 研究风电场无功补偿方案。适合风电场特点的新型快速MCR动态无功补偿设备是一种新型的磁控电抗器，采用并联磁路原理，铁芯磁路是并联结构形式，截面由不饱和区域铁芯和饱和区域铁芯，交错排列组成并联磁路，通过调节可控硅触发导通角，控制附加励磁电流，励磁磁化铁芯。调整不饱和区域和饱和区域的磁阻，以改变并联磁路中不饱和区域的磁化程度和饱和区域的磁饱和程度，实现电抗值的连续、快速可调。根据山东电网的风电场接入和规划情况，分析研究风电场无功补偿问题，比较集中补偿和机端分散补偿的优劣；进行各种常用补偿装置的分析比较。给出补偿方案，重点研究风电机组SVC配置实现，提出SVC调节策略，结合山东电网大容量风电接入规划不同阶段的SVC配置方案及配置要求。得出SVC装置与风机系统保护配合的相关技术要求及解决方案。 3.2 实践依据 风电场暂态计算工程简化模型在不同研究范围中的简化条件和多机等值方法，以及模型精度、计算速度、收敛性之间的指标协调。建立风电场暂态计算模型时，要考虑各种工况下控制设备的影响，计及风电机组本身的间歇性、随机性及接入位置的影响和其接入系统