電力系統(tǒng)接入風(fēng)電場后的暫態(tài)穩(wěn)定分析_圖文

1、電力系統(tǒng)接入風(fēng)電場后的暫態(tài)穩(wěn)定分析楊琦,張建華,李衛(wèi)國(華北電力大學(xué)電力系統(tǒng)保護(hù)與動(dòng)態(tài)安全監(jiān)控教育部重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室,北京102206摘要:為了深入研究風(fēng)電場接入電網(wǎng)后的暫態(tài)穩(wěn)定特性,結(jié)合風(fēng)力發(fā)電機(jī)組自身的暫態(tài)特性,提出以線路臨界故障清除時(shí)間、故障時(shí)風(fēng)力發(fā)電機(jī)接入母線電壓為指標(biāo),研究了發(fā)生外部三相短路故障時(shí)對(duì)電力系統(tǒng)本身和風(fēng)力發(fā)電機(jī)組的影響;對(duì)比分析了在同一接入點(diǎn)分別接入不同容量的風(fēng)電場時(shí)系統(tǒng)對(duì)應(yīng)的穩(wěn)定特性和對(duì)風(fēng)電場母線電壓的沖擊,以及風(fēng)機(jī)接入不同的節(jié)點(diǎn)時(shí)對(duì)這二者的不同影響程度;討論了風(fēng)電場與系統(tǒng)接入點(diǎn)發(fā)生故障后對(duì)各母線電壓的影響;在充分考慮了電網(wǎng)的靜態(tài)安全約束以及受到大擾動(dòng)情況下動(dòng)態(tài)安全的要求,為

2、確定風(fēng)電場最佳接入系統(tǒng)容量提供了依據(jù)。關(guān)鍵詞:電力系統(tǒng);故障;暫態(tài);穩(wěn)定性;風(fēng)力發(fā)電;風(fēng)電機(jī)組中圖分類號(hào):TM614文獻(xiàn)標(biāo)志碼:A 文章編號(hào):100326520(20090822042206基金資助項(xiàng)目:國家高技術(shù)研究發(fā)展計(jì)劃(863計(jì)劃(2008AA05Z216;高等學(xué)校學(xué)科創(chuàng)新引智計(jì)劃(111計(jì)劃(B08013。Project Supported by National High 2tech Research and Develop 2ment Program of China (863Program (2008AA05Z216;“111”Project (B08013.Analysis

3、on T ransient Stability of Integrationof Wind F arms into Pow er SystemsYAN G Qi ,ZHAN G Jian 2hua ,L I Wei 2guo(Key Laboratory of Power System Protection and Dynamic Security Monitoring and Cont rol of Minist ry of Education ,Nort h China Elect ric Power University ,Beijing 102206,China Abstract :T

4、he characteristic of transient stability investigated when wind farms were connected to the power grid.Combining with the transient characteristics of wind turbine ,taking the critical fault clearing time and the bus voltage as an indexes ,we studied the impacts on the power system and wind turbine

5、when the three short 2circuit faults occurring in the power grid.The different impacts on the stability of power system and the bus voltage were analyzed and compared on conditions that different capacity of wind farms were connected at the same point of the power grid ,as well as the varying degree

6、s of influence when wind farm was connected at different points.The im 2pact of the bus voltage was studied when the access point between the wind farm and power grid broke down.Under the premise of guaranteeing the safety of static binding of the power grid and dynamic security requirement of large

7、 disturbance cases ,it will provide the basis of the best wind power capacity connected to the power grid.K ey w ords :power system ;fault ;transient ;stability ;wind power generation ;wind turbine0引言以煤為主的礦石資源的大量消耗已經(jīng)給人類生存的環(huán)境造成了極大的污染,這成為世界關(guān)注的重大問題。我國已經(jīng)將太陽能和風(fēng)能等可再生能源的開發(fā)和利用作為可持續(xù)發(fā)展戰(zhàn)略中重要的組成部分。風(fēng)力發(fā)電作為目前最成熟、經(jīng)

8、濟(jì)效益最好的一種可再生能源發(fā)電技術(shù),伴隨著風(fēng)力發(fā)電技術(shù)的快速發(fā)展和國家相關(guān)政策對(duì)可再生能源發(fā)電的支持,風(fēng)力發(fā)電在電力系統(tǒng)的地位已經(jīng)發(fā)生了轉(zhuǎn)變,風(fēng)電場的建設(shè)現(xiàn)已進(jìn)入了一個(gè)快速的發(fā)展時(shí)期。建設(shè)初期一般都是小型風(fēng)機(jī)接入電網(wǎng),其裝機(jī)容量較小,對(duì)電網(wǎng)影響也可忽略;但是隨著接入電網(wǎng)的風(fēng)電場的裝機(jī)容量越來越大,風(fēng)電注入電網(wǎng)后不僅僅將改變?cè)械某绷鞣植肌⒕€路的傳輸功率以及整個(gè)系統(tǒng)的慣量,并且由于風(fēng)電機(jī)組與傳統(tǒng)同步發(fā)電機(jī)組有不同的穩(wěn)態(tài)與暫態(tài)特性,因此風(fēng)電接入后電網(wǎng)的電壓穩(wěn)定性、暫態(tài)穩(wěn)定性都會(huì)發(fā)生變化。風(fēng)場接入電力系統(tǒng)后對(duì)電網(wǎng)的影響以及電網(wǎng)穩(wěn)定特性的變化情況已進(jìn)行了一些研究125。文獻(xiàn)1主要通過在風(fēng)電場進(jìn)線端設(shè)定

9、短路故障,對(duì)各個(gè)變電站的電壓特性進(jìn)行分析,指出了風(fēng)電單元容量、故障點(diǎn)位置和故障持續(xù)時(shí)間是影響短路后電壓穩(wěn)定性的主要因素;文獻(xiàn)2通過分析了大容量風(fēng)電場接入系統(tǒng)后電網(wǎng)的暫態(tài)穩(wěn)定特性,提出了保證風(fēng)電場和電網(wǎng)安全穩(wěn)定運(yùn)行的風(fēng)電場安全容量的概念,并且探討了一些改善電網(wǎng)暫態(tài)穩(wěn)定水平的措施;文獻(xiàn)3通過在同一接入點(diǎn)分別接入雙饋風(fēng)電機(jī)組與接入同步發(fā)電機(jī)組對(duì)電力系統(tǒng)的穩(wěn)定性進(jìn)行研究,研究證明了基于雙饋風(fēng)電機(jī)組的風(fēng)電場對(duì)電力系統(tǒng)暫態(tài)穩(wěn)2402第35卷第8期2009年8月31日高電壓技術(shù)High Voltage EngineeringVol.35No.8Aug.31,2009定的影響要好于在同一接入點(diǎn)接入相同容量的同

10、步發(fā)電機(jī)組;文獻(xiàn)4研究了恒速異步風(fēng)力發(fā)電機(jī)、雙饋異步風(fēng)力發(fā)電機(jī)和直驅(qū)永磁同步風(fēng)力發(fā)電機(jī)組成的風(fēng)電場對(duì)電網(wǎng)的影響,比較分析了3種風(fēng)電場對(duì)電網(wǎng)暫態(tài)穩(wěn)定性的影響;文獻(xiàn)5提出了風(fēng)電機(jī)組低電壓穿越能力的概念,分析了系統(tǒng)中不同的母線短路時(shí)對(duì)風(fēng)電機(jī)組端電壓的影響程度。文獻(xiàn)6213也都從相關(guān)的角度論述了風(fēng)機(jī)并網(wǎng)后對(duì)系統(tǒng)穩(wěn)定性的影響。從上述的文獻(xiàn)中可以看出:目前在風(fēng)電場接入實(shí)際大電網(wǎng)的安全性、穩(wěn)定性的問題上,缺乏系統(tǒng)全面的研究,現(xiàn)有的研究成果往往都僅針對(duì)于某個(gè)方面,本文旨在結(jié)合已有的研究成果的基礎(chǔ)上,能通過制定完備的研究體系,較全面的分析風(fēng)力發(fā)電機(jī)并網(wǎng)的穩(wěn)定性問題。其主要內(nèi)容包括:風(fēng)力發(fā)電機(jī)并網(wǎng)后,三相短路故障

11、發(fā)生在不同的位置時(shí)對(duì)電網(wǎng)和風(fēng)力發(fā)電機(jī)的影響,包括風(fēng)力發(fā)電機(jī)接入點(diǎn)發(fā)生故障對(duì)電網(wǎng)的影響和外部各種系統(tǒng)故障對(duì)于風(fēng)力發(fā)電機(jī)組的影響;在考慮了電網(wǎng)的靜態(tài)安全約束以及受到大擾動(dòng)情況下動(dòng)態(tài)安全的要求,為確定風(fēng)電場接入系統(tǒng)容量提供依據(jù);在風(fēng)力資源基本相同的情況下,將風(fēng)電場分別接入電網(wǎng)不同的位置中,通過對(duì)比分析風(fēng)電場接入后對(duì)電網(wǎng)暫態(tài)穩(wěn)定性的影響,論證風(fēng)電場接入點(diǎn)不同對(duì)對(duì)電網(wǎng)穩(wěn)定性的不同影響。1風(fēng)力發(fā)電機(jī)以及電網(wǎng)模型1.1風(fēng)力發(fā)電機(jī)組由于雙饋?zhàn)兯亠L(fēng)電機(jī)組在電網(wǎng)發(fā)生短路故障后有更強(qiáng)的魯棒性,能夠增進(jìn)電網(wǎng)故障后的穩(wěn)定性,維持電網(wǎng)必須的穩(wěn)定裕度13,這里采用雙饋感應(yīng)發(fā)電機(jī)。發(fā)電機(jī)定子直接饋入電網(wǎng),轉(zhuǎn)子通過功率變頻器饋

12、入電網(wǎng),此類變速風(fēng)電機(jī)組通過變頻器實(shí)現(xiàn)發(fā)電機(jī)有功、無功功率解耦控制,使風(fēng)電機(jī)組具有變速運(yùn)行的特性,能夠提高風(fēng)電機(jī)組的風(fēng)能轉(zhuǎn)換效率,實(shí)現(xiàn)最大風(fēng)能捕獲并減小風(fēng)電機(jī)組機(jī)械部件所受應(yīng)力;調(diào)節(jié)改善風(fēng)電場的功率因數(shù)及電壓穩(wěn)定性。其變速風(fēng)電機(jī)組的動(dòng)態(tài)模型主要包括:風(fēng)力機(jī)的空氣動(dòng)力學(xué)模型2、傳動(dòng)系統(tǒng)的機(jī)械模型5、電氣元件模型11,12(包括雙饋電機(jī)模型、PWM電壓源型變流器模型以及控制系統(tǒng)模型。基于文獻(xiàn)14分析可以看出,當(dāng)風(fēng)電場接入電網(wǎng)、特別是接入到電網(wǎng)末端時(shí),采用不同的風(fēng)電機(jī)組技術(shù)及控制方式對(duì)電網(wǎng)電壓的影響有很大差別。在本算例的研究計(jì)算中,風(fēng)電機(jī)組模型為采用雙饋感應(yīng)發(fā)電機(jī)的變速風(fēng)電機(jī)組模型(見圖1。1.2

13、電網(wǎng)模型圖1DFIG風(fēng)電機(jī)組的并網(wǎng)接線圖Fig.1Schem atic conf iguration of the grid2connectedwind pow er system圖2風(fēng)電場接入系統(tǒng)示意圖Fig.2Schem atic of integration of wind farm圖2為我國某區(qū)域電網(wǎng)中220kV電網(wǎng)結(jié)構(gòu)示意圖,風(fēng)力發(fā)電機(jī)組的輸出電壓為0169kV,通過變電站升壓為10kV,這里忽略10kV網(wǎng)絡(luò)的電壓損耗。為了研究方便,這里假設(shè)每臺(tái)風(fēng)電機(jī)組按照相同的狀態(tài)運(yùn)行,因此將所有的風(fēng)電機(jī)組等效為一臺(tái)等值機(jī)組。在進(jìn)行對(duì)比分析時(shí),分別將風(fēng)力發(fā)電機(jī)組接入13、12號(hào)節(jié)點(diǎn)。2風(fēng)電場接入后

14、的潮流計(jì)算及靜態(tài)電壓分析在假設(shè)該地區(qū)各臺(tái)發(fā)電機(jī)有功出力、變壓器抽頭位置及負(fù)荷水平保持不變,研究該地區(qū)電網(wǎng)接入不同容量的風(fēng)電對(duì)電網(wǎng)潮流及地區(qū)電壓水平的影響。計(jì)算結(jié)果用P2V曲線(P表示接入風(fēng)電場的有功功率,V表示該地區(qū)各變電站母線電壓表示,圖中U p.u.為用標(biāo)么值表示的母線電壓,P為MW表示的P。圖3是接入風(fēng)電場后通過潮流仿真得出的P2 V曲線,系統(tǒng)功率基準(zhǔn)為100MW,電壓基準(zhǔn)取為242kV。3422009年8月高電壓技術(shù)第35卷第8期風(fēng)電的注入功率改變了該電網(wǎng)各變電站間的潮流流向和線路上傳輸功率的大小,各220kV變電站母線電壓值先升后降。當(dāng)風(fēng)電場出力在250MW 時(shí),各變電站母線電壓最高

15、。當(dāng)風(fēng)電出力>250 MW時(shí),各變電站母線電壓稍低。本地區(qū)的電壓水平滿足正常運(yùn)行要求。3短路故障對(duì)電力系統(tǒng)的影響3.1內(nèi)部線路故障對(duì)電網(wǎng)的影響在現(xiàn)有的運(yùn)行方式下,在電網(wǎng)內(nèi)220kV線路發(fā)生三相短路故障后,對(duì)電網(wǎng)穩(wěn)定性進(jìn)行研究。這里將所有線路的三相短路故障設(shè)定在t=1s時(shí)發(fā)生,比較線路的臨界故障清除時(shí)間t CCT(CC T即critical fault clearing time。用故障切除時(shí)間長短表征電網(wǎng)的暫態(tài)穩(wěn)定性的強(qiáng)弱,以此來反映系統(tǒng)受到故障擾動(dòng)后保持穩(wěn)定的能力。通過比較分析得到線路發(fā)生某次發(fā)生三相短路故障后對(duì)風(fēng)機(jī)的影響以及對(duì)應(yīng)時(shí)刻電網(wǎng)的穩(wěn)定性。這里以12節(jié)點(diǎn)到14節(jié)點(diǎn)(C處之間發(fā)生

16、三相短路故障為例,此時(shí)風(fēng)電場接入功率為150MW,在t=1s時(shí)發(fā)生三相短路故障,通過計(jì)算得到線路臨界故障清除時(shí)間t CCT=01326s。如果線路發(fā)生三相短路故障后,在t=11326s 之前將故障清除,電網(wǎng)內(nèi)所有的同步發(fā)電機(jī)組都是穩(wěn)定的。當(dāng)線路三相短路故障在t=11326s之后清除,電網(wǎng)中部分機(jī)組就會(huì)失去穩(wěn)定。圖4為離故障點(diǎn)最近的火電廠2機(jī)組在兩種情況下標(biāo)么值表示的有功P p.u.、無功Q p.u.、轉(zhuǎn)速n與機(jī)端電壓U p.u.(各量基準(zhǔn)值分別為100MW、100MVA、3000r/min、20 kV變化曲線。由仿真結(jié)果可以看出,如果故障沒有及時(shí)清除將導(dǎo)致部分發(fā)電機(jī)組失穩(wěn)。在本算例中,離風(fēng)場接

17、入點(diǎn)最近的火電廠2機(jī)組將首先受到影響失去同步,其余附近的火電廠機(jī)組或者失去同步(如火電廠1,而火電廠6雖然沒有失去同步,但是受到火電廠1機(jī)組失穩(wěn)的影響,導(dǎo)致其有功、無功持續(xù)振蕩。當(dāng)電網(wǎng)內(nèi)部線路發(fā)生三相短路故障時(shí),對(duì)風(fēng)力發(fā)電機(jī)也有一定的影響。圖5為同時(shí)刻下風(fēng)力發(fā)電機(jī)在失穩(wěn)時(shí)和穩(wěn)定狀態(tài)下不同的情況(各量基準(zhǔn)分別為1MW、1MVA、1000r/min、0.69kV。失穩(wěn)狀態(tài)條件下當(dāng)風(fēng)電機(jī)組不采用任何附加暫態(tài)電壓控制,故障期間風(fēng)力發(fā)電機(jī)端電壓跌落幅度較大(跌落至標(biāo)么值0145,轉(zhuǎn)速振蕩的幅度不斷增大,無法恢復(fù)到故障前穩(wěn)定運(yùn)行的狀態(tài);整個(gè)風(fēng)電場故障后需要吸收部分無功功率。風(fēng)電場的電磁有功功率無法按額定送

18、出, 風(fēng)電機(jī)組的不平衡轉(zhuǎn)矩導(dǎo)致圖3風(fēng)電場P2V曲線Fig.3P2V curve of wind farm圖4火電廠發(fā)電機(jī)相關(guān)變量變化曲線Fig.4V ariables of2nd therm al pow er plant incondition of stability and instability圖5風(fēng)機(jī)相關(guān)變量變化曲線Fig.5V ariables of wind turbine in condition ofstability and instability其不斷加速;風(fēng)電機(jī)組將會(huì)一直加速,最終會(huì)引起機(jī)端電壓及地區(qū)電網(wǎng)的電壓崩潰。采用雙饋電機(jī)的變速風(fēng)電機(jī)組在系統(tǒng)故障期間其電磁力矩和原

19、動(dòng)力矩并不平衡,風(fēng)電機(jī)組會(huì)加速,其中部分不平衡的能量將暫時(shí)儲(chǔ)存在風(fēng)電機(jī)組葉片442Aug.2009HighVoltageEngineering Vol.35No.8和軸系加速旋轉(zhuǎn)的動(dòng)能中,這部分暫存的能量會(huì)降低風(fēng)電出力波動(dòng)對(duì)電網(wǎng)的沖擊。風(fēng)電機(jī)組與電網(wǎng)之間是一個(gè)柔性的耦合,所以適當(dāng)接入一定數(shù)量風(fēng)電,電網(wǎng)的暫態(tài)穩(wěn)定性會(huì)有一定的改善。這樣風(fēng)力發(fā)電機(jī)接入容量的大小必然跟接入系統(tǒng)的臨界故障清除時(shí)間有密切的關(guān)系,而當(dāng)風(fēng)機(jī)接入不同的位置,發(fā)生故障后,電網(wǎng)穩(wěn)定的穩(wěn)定性也是不同的3。同時(shí),當(dāng)電網(wǎng)側(cè)發(fā)生故障時(shí)使風(fēng)力發(fā)電機(jī)組的端電壓降低很多,風(fēng)電場本身的暫態(tài)電壓穩(wěn)定性無法保證,通常都采用切除風(fēng)電機(jī)組的措施來保證風(fēng)電

20、場及電網(wǎng)的安全。而國外部分電網(wǎng)公司的要求風(fēng)電機(jī)組在并網(wǎng)時(shí),必須具有低電壓穿越能力(low voltage ride2 though,LVRT,故障時(shí)風(fēng)力發(fā)電機(jī)組最低電壓值將作為風(fēng)電機(jī)組LVRT能力的最低電壓限值要求。結(jié)合以上分析可以得知電網(wǎng)的臨界故障清除時(shí)間跟風(fēng)機(jī)接入的容量有密切的關(guān)系,而不同的故障位置15,16對(duì)于風(fēng)力發(fā)電機(jī)的影響也是不同的。通過上述分析,將風(fēng)電場分別接入13節(jié)點(diǎn)(風(fēng)電場A、12節(jié)點(diǎn)(風(fēng)電場B處,依然在12節(jié)點(diǎn)到14節(jié)點(diǎn)之間(故障點(diǎn)C設(shè)置三相短路故障,故障發(fā)生時(shí)間為t=1s。線路臨界故障清除時(shí)間、故障時(shí)風(fēng)力發(fā)電機(jī)母線電壓、以及接入風(fēng)場容量三者關(guān)系如圖6、7所示。從上述計(jì)算結(jié)果

21、可以看出,在相同的計(jì)算條件下,不同容量的風(fēng)電場接入到電網(wǎng),對(duì)電網(wǎng)暫態(tài)穩(wěn)定性有不同的改變。本算例條件下,在接入的風(fēng)機(jī)功率180MW范圍內(nèi),隨著風(fēng)力發(fā)電機(jī)容量的增大,線路的臨界故障清除時(shí)間隨著逐步增長,意味著電網(wǎng)的穩(wěn)定性能伴隨著有所增強(qiáng)(線路故障極限切除時(shí)間從01326s增加到01338s,此時(shí)如果發(fā)生電壓失穩(wěn)是由于電網(wǎng)內(nèi)同步機(jī)組功角穩(wěn)定首先失去,地區(qū)電網(wǎng)失去無功電壓支撐能力而導(dǎo)致風(fēng)電場的機(jī)組超速,機(jī)端電壓無法重建,風(fēng)電場電壓崩潰,但當(dāng)接入功率達(dá)到200MW后,線路的臨界故障清除時(shí)間反而有所減少,電網(wǎng)的穩(wěn)定性反而有所減弱。同時(shí)風(fēng)力發(fā)電量在所在電網(wǎng)中發(fā)電比重的不同,導(dǎo)致在相同的故障條件下,母線故障對(duì)

22、風(fēng)電機(jī)組的影響程度也有所不同,<200MW時(shí)隨著接入風(fēng)電容量的增加,風(fēng)電場自我調(diào)整的能力有所增強(qiáng),適當(dāng)?shù)奶岣吡孙L(fēng)電機(jī)組L V R T的電壓限值,所以故障發(fā)生時(shí)風(fēng)力發(fā)電機(jī)母線電壓的降落值隨之減少,而當(dāng)>200MW時(shí),由于風(fēng)力發(fā)電機(jī)組的接入已經(jīng)使得電網(wǎng)的穩(wěn)定有所減弱,而再發(fā)生線路三相短路故障,必然會(huì)加速系統(tǒng)的失穩(wěn)。同時(shí)可以看出在13、12兩種不同的接入點(diǎn)的情況下,系統(tǒng)的穩(wěn)定性和線路故障對(duì)風(fēng)力發(fā)電機(jī)組的影響程度也不同, 在相同圖6風(fēng)電場A接入后相關(guān)變量關(guān)系圖Fig.6R elationship of variables when windfarm A connected圖7風(fēng)電場B接入后

23、相關(guān)變量關(guān)系圖Fig.7R elationship of variables when windfarm B connected的風(fēng)電容量接入電網(wǎng)的情形下,無論是電網(wǎng)的穩(wěn)定性還是故障發(fā)生后對(duì)風(fēng)力發(fā)電機(jī)組的影響程度,12點(diǎn)都要強(qiáng)于13點(diǎn),這是因?yàn)?2點(diǎn)所接入的220kV 變電站屬于強(qiáng)聯(lián)絡(luò)點(diǎn),與火電廠1、2以及火電廠6的聯(lián)系比13點(diǎn)接入要強(qiáng),當(dāng)故障時(shí),風(fēng)力發(fā)電機(jī)組和火電廠1、2、6的機(jī)組能較好的調(diào)整,來平衡因?yàn)楣收蠈?dǎo)致的電壓降落。接入強(qiáng)壯的節(jié)點(diǎn)時(shí),可以提供足夠的無功功率,并網(wǎng)風(fēng)電場的電壓穩(wěn)定性也能夠保證。在本算例條件下,因?yàn)榈碾娋W(wǎng)的結(jié)構(gòu)較為強(qiáng)壯,而且13、12兩點(diǎn)的接入點(diǎn)都較為合理,因此無論是13

24、點(diǎn)接入還是12點(diǎn)接入,在風(fēng)電場接入功率<180MW時(shí),線路故障極限切除時(shí)間較長表明風(fēng)電場電壓穩(wěn)定性較強(qiáng)。3.2風(fēng)力發(fā)電機(jī)組接入點(diǎn)故障對(duì)電網(wǎng)的影響在150MW風(fēng)電場(風(fēng)電場A、風(fēng)電場B分別與電網(wǎng)連接處(12、13節(jié)點(diǎn)處發(fā)生三相短路故障,故障持續(xù)時(shí)間分別設(shè)為1、2、3s,仿真持續(xù)時(shí)間為10s,仿真結(jié)果(以1s為例如圖8所示。5422009年8月高電壓技術(shù)第35卷第8期 圖8故障后各節(jié)點(diǎn)母線電壓Fig.8V oltage of all nodes in condition of false在風(fēng)電場接入點(diǎn)發(fā)生短路故障過程中各220 kV母線電壓在故障發(fā)生的瞬間均都迅速下降,風(fēng)電場快速切除。根據(jù)安

25、全穩(wěn)定的標(biāo)準(zhǔn):電網(wǎng)在暫態(tài)過程中各母線電壓(包括風(fēng)電場220kV變電站接入母線電壓<0.75(標(biāo)么值的時(shí)間1s等條件進(jìn)行判斷2,電網(wǎng)處于穩(wěn)定狀態(tài)。故障持續(xù)時(shí)間1、3s 各變電站母線電壓變化曲線類似于2s時(shí)刻?？梢缘玫?在接入150MW風(fēng)機(jī)功率條件下,風(fēng)力發(fā)電機(jī)的接入點(diǎn)的故障會(huì)引起所接電網(wǎng)中各母線電壓的急劇下降,但是并沒有造成電網(wǎng)的失穩(wěn)。其中風(fēng)電場接入點(diǎn)所在220kV變電站(13號(hào)變化最大,母線最低電壓值為0.785。在故障結(jié)束后,母線電壓均能恢復(fù)至正常水平。各節(jié)點(diǎn)的轉(zhuǎn)速差、轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)速、風(fēng)機(jī)功率和電壓都逐步回復(fù)了正常。同樣,風(fēng)電場在13、12兩點(diǎn)分別接入時(shí),對(duì)節(jié)點(diǎn)的影響也不同,雖然接入13、1

26、2兩點(diǎn)發(fā)生接入點(diǎn)三相故障后都沒有破壞系統(tǒng)的穩(wěn)定性,但是由于12點(diǎn)與多個(gè)節(jié)點(diǎn)的強(qiáng)聯(lián)絡(luò),必然使得這些節(jié)點(diǎn)受到的影響程度和受到影響的范圍不同與13點(diǎn)接入方式,1、16、11節(jié)點(diǎn)母線的降落都要低于13節(jié)點(diǎn)接入方式,而這些節(jié)點(diǎn)母線電壓的恢復(fù)時(shí)間短于13節(jié)點(diǎn)。4結(jié)論a風(fēng)電場并網(wǎng)運(yùn)行的電壓穩(wěn)定性,不僅僅與風(fēng)電機(jī)組的特性有關(guān),同時(shí)也與電網(wǎng)有密切關(guān)系,若電網(wǎng)足夠強(qiáng)壯,可以提供足夠的無功功率,并網(wǎng)風(fēng)電場的電壓穩(wěn)定性也能夠保證。b對(duì)于網(wǎng)架結(jié)構(gòu)較強(qiáng)的電網(wǎng)而言,接入風(fēng)力發(fā)電機(jī)組后,其暫態(tài)穩(wěn)定性不僅僅跟接入風(fēng)電容量的大小、故障的位置有關(guān)系、還跟風(fēng)電場接入點(diǎn)的位置有關(guān),對(duì)于強(qiáng)聯(lián)系的接入點(diǎn),接入風(fēng)力發(fā)電機(jī)組后比較于其它點(diǎn),可

27、能接入電網(wǎng)后穩(wěn)定性更強(qiáng),這跟電網(wǎng)的結(jié)構(gòu)有密不可分的關(guān)系。c對(duì)于網(wǎng)架結(jié)構(gòu)較強(qiáng)以及風(fēng)電機(jī)組接入位置較為合理的情形下,在較短的時(shí)間內(nèi)發(fā)生線路三項(xiàng)短路故障后對(duì)風(fēng)電機(jī)組的端電壓的影響較小,但是風(fēng)力發(fā)電機(jī)組在不同的節(jié)點(diǎn)接入,受到短路故障的影響程度也是不同的,因此對(duì)風(fēng)電機(jī)組的L VR T的能力要求也有所不同。參考文獻(xiàn)1林莉,孫才新,王永平,等.大容量風(fēng)電場接入后電網(wǎng)電壓穩(wěn)定性的計(jì)算分析與控制策略J.電網(wǎng)技術(shù),2008,32(3:41246.L IN Li,SUN Cai2xin,WAN G Y ong2ping,et al.Calculation a2 nalysis and control strateg

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