风电基本原理和大规模风电并网运行问题.ppt

（二）风电大规模脱网故障分析 以上脱网过程主要涉及问题 1、风电场设备制造及建设施工 2、风电机组低电压穿越能力 3、风电场无功补偿装置动态特性 为避免大规模风电脱网，一方面需要从提高设备质量和施工标准方面要求，另一方面要从提高风电并网要求，提高风电场技术水平方面加以要求，并制定相应的检测标准加以验证。 4.风电大规模脱网故障机理 Thanks! 谢谢！ * * * * * * 【配音】 * 【配音】 * 【配音】 * 【配音】 * 【配音】 * 【配音】 * 【配音】 * 【配音】 * 【配音】 * * * 【配音】 * 【配音】 * 【配音】 * 【配音】 * * * 风电并网对频率和有功功率的影响 目前风电场发出的功率是随着风速，随机切入或退出电网的。假设在某时刻，电网中的部分负荷由切入风电（△Pw）供电，常规电源总发电有功功率PG，则等量地减少至PG0，见图a。若此时，无风，风电电力下降到零，则由常规电源的旋转备用（△PG）供电，见图b。 2.大规模风电并网的运行问题 风电并网对频率和有功功率的影响 1、在频率变化的同时，风电切入或退出还将引起电网中线路功率的振荡，这与风电切入功率的大小、切入的速度、切入点的位置及所连设备的惯性常数有关。 2、风电切入点附近有相当于风电功率的负荷，这部分负荷就近吸收了风电电力，引起的功率振荡就较小；风电切入点附近没有多少负荷，风电将根据潮流分配原理送到电网的其他地方，风电电力能否畅通送出，输电线路是否过载，是否会引起线路的功率振荡，则要借助于电网潮流、暂态计算程序等进行仿真分析计算。 2.大规模风电并网的运行问题 调峰调频压力增大 风电的反调峰特性增加了电网调峰的难度。根据对东北、蒙西和吉林电网的统计结果，风电反调峰概率分别为60% 、57%和56%。吉林电网由于风电接入，一年期间峰谷差变大的时间达到210天。由于调峰容量不足，吉林、蒙西电网都出现了低负荷时段弃风的情况。 风电的间歇性、随机性增加了电网调频的负担。据统计，2008年2月～11月新疆地区风电在30分钟内出力波动超过9万千瓦达到347次，增加了电网调频的压力和常规电源调整的频次。 2.大规模风电并网的运行问题 风电并网对频率和有功功率的影响 风电并网对电压和无功功率的影响 图中，无功电源使电网电压升高，无功负荷使电网电压下降。 2.大规模风电并网的运行问题 无功影响电压 2.大规模风电并网的运行问题 风电并网对电压和无功功率的影响 电网故障切除风电场原因：风电场暂态电压稳定性无法保证 对风电场的更高要求：在规定的故障及电网电压跌落期间，保证一定时间范围内风电场能够连续运行而不脱离电网，也即是风电场低电压穿越（LVRT）能力的提出 电网故障发生后要求风电场能够发出无功功率参与电网的电压控制 2.大规模风电并网的运行问题 风电并网对电压和无功功率的影响 吉林电网大规模风电切出的影响 时间: 2008.04.09 早晨 天气情况: 刮风，下小雨 故障位置: 白城至开发变66kV线路(19km) ，距离白城变2.4km 故障类型: 2相短路 (B-C) 发生时间 05:07:54 保护动作情况: 线路距离保护与过流保护动作 80ms后故障线路三相切除 80-110ms后，洮南大通风电场内所有机组跳闸；120-150ms 后，富裕风电场所有风机跳闸；同发龙源、华能场内所有风电机组跳闸 05:07:55 故障线路重合成功 2.大规模风电并网的运行问题 故障前 223MW 232kV 234kV 38Mvar 电容器组 55MW 时间: 05:07 230kV 故障后 0MW 244kV 251kV 38Mvar 电容器组 0MW 时间: 05:07 236kV 定速机组 系统调整后 0MW 235kV 237kV 38Mvar 电容器组 0MW 控制电压 时间: 05:13 大规模风电切出的后果 潮流反转； 电网电压由于潮流变化导致偏高或偏低； 电网频率有较大变化，严重时会引起频率稳定问题甚至大停电。 大规模风电切出的原因 变速风电机组由于变频器对电网故障过于敏感，电网轻微故障会引起机组切除。 风电机组都是0s启动切除。 风电机组没有低电压穿越功能，当风电装机更大时，电网频率会有问题。 2.大规模风电并网的运行问题 风电并网对谐波和闪变的影响 谐波 1、谐波电流的主要来源是发电机组中的电力电子元件。 2、对于恒速风力发电机组来说，谐波电流注入实际上是可以忽略的。变速恒频风力发电机组在运行过程中机组的变流器始终处于工作状态，谐波电流的大小与机组的输出功率相关，也就是与风速大小相关。 3、风力发电机组