Analysis of the Impact of the Wind Farm Integration into the Grid System.pdf

1、大型風(fēng)電場(chǎng)并入電力系統(tǒng)對(duì)于電網(wǎng)安全運(yùn)行提出了多重挑戰(zhàn)，當(dāng)電網(wǎng)側(cè)出現(xiàn)諸如短路故障、雷擊輸電線等擾動(dòng)時(shí)，風(fēng)機(jī)可能需要被迫脫網(wǎng)。過去，并入電網(wǎng)的風(fēng)機(jī)數(shù)目有限，其突然脫網(wǎng)不會(huì)對(duì)電網(wǎng)穩(wěn)定造成較大的沖擊。但是，隨著風(fēng)電滲透率的不斷增長(zhǎng)，風(fēng)電在電源中所占的比重越來越大，其對(duì)電網(wǎng)安全的影響也隨之增強(qiáng)。如果一個(gè)發(fā)電功率較大的風(fēng)電場(chǎng)在滿發(fā)狀態(tài)突然離網(wǎng)，系統(tǒng)將會(huì)損失可觀的發(fā)電容量。若系統(tǒng)剩余的電源不能提供足夠的旋轉(zhuǎn)備用裕度，不能在短時(shí)間內(nèi)彌補(bǔ)風(fēng)電場(chǎng)脫網(wǎng)造成的

2、功率不平衡，則風(fēng)電場(chǎng)的脫網(wǎng)就有可能造成電網(wǎng)頻率和電壓大幅下降，甚至誘發(fā)大停電。因此，為維持系統(tǒng)穩(wěn)定，需要確保風(fēng)機(jī)能在一定時(shí)間內(nèi)通過合適的方式恢復(fù)正常運(yùn)行。一般而言，弱電網(wǎng)接納風(fēng)電的技術(shù)瓶頸可能與電網(wǎng)部分區(qū)域的熱容量有限，以及風(fēng)電對(duì)電網(wǎng)電壓質(zhì)量和穩(wěn)定性產(chǎn)生的負(fù)面作用有關(guān)。架設(shè)新的輸配電線路或者更新升級(jí)現(xiàn)有的線路來解決上述問題往往不易實(shí)現(xiàn)，因此，現(xiàn)有接入風(fēng)電的電網(wǎng)常常運(yùn)行于穩(wěn)定極限附近，違背了系統(tǒng)正常穩(wěn)定運(yùn)行的基本準(zhǔn)則。
　　本文針對(duì)

3、上述問題，同時(shí)結(jié)合尼日利亞國(guó)內(nèi)風(fēng)電場(chǎng)及并網(wǎng)線路的實(shí)際運(yùn)行情況，分析了含風(fēng)電系統(tǒng)帶負(fù)荷運(yùn)行過程中維持系統(tǒng)安全的多項(xiàng)措施，探討了位于偏遠(yuǎn)地區(qū)、運(yùn)行于電力系統(tǒng)熱容量和穩(wěn)定極限附近區(qū)域的大型風(fēng)電場(chǎng)的符合標(biāo)準(zhǔn)的運(yùn)行方式，研究了區(qū)域網(wǎng)絡(luò)未達(dá)到其熱容量極限時(shí)的系統(tǒng)電壓穩(wěn)定問題。
　　本文基于IEC60909(2001)標(biāo)準(zhǔn)，對(duì)電網(wǎng)出現(xiàn)短路故障時(shí)風(fēng)電場(chǎng)的突然脫網(wǎng)事故進(jìn)行了詳細(xì)的分析，分別考察了風(fēng)電場(chǎng)內(nèi)外發(fā)生故障時(shí)的最大和最小短路電流，開展了位于并

4、網(wǎng)點(diǎn)的變電站在短路故障期間及短路故障之后的風(fēng)電場(chǎng)暫態(tài)運(yùn)行狀況及故障穿越分析工作。
　　本文系統(tǒng)地分析了含風(fēng)電場(chǎng)電網(wǎng)的保護(hù)整定計(jì)算，著重考慮了風(fēng)電場(chǎng)的電壓閃變現(xiàn)象可能帶來的影響，勵(lì)磁涌流對(duì)風(fēng)電并網(wǎng)及對(duì)應(yīng)線路保護(hù)的影響，分析并計(jì)算了含新的風(fēng)電場(chǎng)接入配電系統(tǒng)的保護(hù)整定設(shè)置，以保證在過載、三相短路和接地故障等異常運(yùn)行狀態(tài)下系統(tǒng)能有選擇性的切除故障，拓展了尼日利亞現(xiàn)有保護(hù)的適用性。
　　綜上，本文分析了風(fēng)電場(chǎng)并網(wǎng)的關(guān)鍵技術(shù)需求，仿真分