风电并网对电力系统的影响及改善措施.doc

风电并网对电力系统的影响及改善措施[6、对继电保护装置的影响与常规配电网保护不同，通过风电场与电力系统联系线的潮流有时是双向的。风力发电机组在有风期间都和电网相连，当风速在起动风速四周变化时，为防止风电机组频繁投切对接触器的损害，同意风电机组短时电动机运行，此时会改变联系线的潮流方向，继电保护装置应充分合计到这种运行方式。其次，并网运行的异步发电机没有独立的励磁机构，在电网发生短路故障时，由于机端电压显著降低，异步发电机仅能提供短暂的冲击短路电流。此外，由于目前一般风机出口电压大都是690V，折算到35kV(威更高电压等级)侧时其阻抗需乘以=(u35／Uo6),因此从35kV侧的等值电路来看，风力发电机及相应的低压电缆相当于一个很大的限流电抗，短路电流无法送出，因此风电接入点的保护配置要合计到风电场的这一特点。总之，风电场故障电流主要由公用电网电源提供，风电场保护的技术困难是如何依据有限的故障电流来识别故障的发生，从而使保护装置快速而准确地动作。7、大容量风电并网电网故障对潮流的影响在电网发生事故时，系统电压瞬时发生变化，风机在自身保护特性的作用下，降低了出力，系统潮流重新分布，重要联系线潮流变化显然。通过电网实际故障经模拟计算故障状况下风电机组出力变化对系统潮流的影响，因此在各种工况计算时，应充分合计风电机组出力对计算结果的影响。积存风电运行经验，对故障期间风电受低电压能机组的实际动作、出力变化状况提供基础数据，以提升仿真计算的准确度，更好地掌握在风电机组并网时的系统运行经验。8、电网电压不平衡对风力发电机组的影响潮流计算是获取电网运行状况和分析电网稳定状态的基础工具,一些风力发电的相关研究已经使用了潮流计算。这些研究近似认为系统三相平衡,潮流可以采纳单相代表三相来处理,然而为了研究电网的三相不平衡运行,三相必须分别计算。由于风力发电机并网点电压取决于系统电压,而风力发电机组汲取的无功功率及机端电容补偿的无功功率与并网点电压有关。因此风力发电机组母线电压、无功均为未知量。风力异步发电机并入电网,发出有功功率,汲取无功功率。同时电网通过发电机终端电压影响风力发电机组的运行。风力发电机组与电网的关系实际上是功率和电压之间的关系,通过适当连接电网和风力发电机组的模型可以进行综合仿真.仿真步骤如下:(1)设t=t0(t0是仿真周期的起始时间),给出各母线电压各相初始值；(2)应用t随时风速和风力发电机组终端电压当前值,进行风力发电机组动态仿真,计算出风力发电机组有功、无功功率；(3)进行电网三相潮流计算,得到修正后电压；(4)应用t随时风速和风力发电机组终端电压当前值,进行风力发电机组动态仿真,计算出风力发电机组有功、无功功率；(5)如果有功和无功功率的初始值与修正后的修正值非常接近(误差10-3),则进入第6步,否则返回第3步；(6)t=t+$t($t是时间步长)；(7)判断:是否ttend(tend仿真周期的截止时间),如果此式成立,进入第8步,否则返回第2步。四、改善风电场对电网影响的措施风力发电的并网对电网的电能质量和安全稳定运行带来的负面影响，可以通过一些有效措施得到改善，进一步降低风电对电网的影响。1、无功补偿技术改善风电系统运行性能的无功补偿技术包括风电场出口安装动态的无功调节装置(svc)、具有有功无功综合调节能力的超导~g(SMES)装置等措施。静止无功补偿器(svc)可以快速平滑地调节无功补偿功率的大小，提供动态的电压支撑，改善系统的运行性能。将SVC安装在风电场的出口，依据风电场接入点的电压偏差量来控制svc~l,偿的无功功率，能够稳定风电场节点电压，降低风电功率波动对电网电压的影响。SMES可以在四象限灵活调节有功和无功功率，为系统提供功率补偿，跟踪电气量的波动。在风电场出口安装SMES装置，充分利用SMES有功无功综合调节的能力，可以降低风电场输出功率的波动，稳定风电场电压。2、风电场通过轻型直流输电(HVDCLight)与电网相连轻型直流输电(HVDCLight)是在电压源换流器(VSC)技术、门极可关断晶闸管(GTO)及绝缘栅双极晶体管(IGBT)等全控型功率器件基础上发展起来的。由于使用了基于PWM控制的VSC结构，HVDCLight具有直流输电的优点。HVDCLight不仅解决了分散电源接入的输电走廊问题，而且其灵活的无功、电压调节能力，打破了短路容量比对风电场容量的限制，同时也改善了交流系统的稳定性和电能质量，是风力发电等分散电源与电网相连的一种理想选择。3、变速恒频风力发电机组随着电力电子元件的性价比不断提升，将来几年变速恒频电机、双馈电机等新型发电机组开始在风机上推广应用，风电场可以像常规机组一样，承当电压及无功控制的任务，以最大限度提升风能的利用效率。使用变速恒频风电机组有几种方案可供选择：