大規(guī)模風(fēng)電并網(wǎng)對寧夏電網(wǎng)失步振蕩的影響

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1、第33卷第8期可再生能源Vol.33No.82015年8月RenewableEnergyResourcesAug.2015大規(guī)模風(fēng)電并網(wǎng)對寧夏電網(wǎng)失步振蕩的影響122113呂思昕，申旭輝，陳得治,劉觀起，趙曉偉,高峰（1．華北電力大學(xué)電氣工程學(xué)院，河北保定071003；2．中國電力科學(xué)研究院，北京100192；3.國網(wǎng)寧夏電力公司電力科學(xué)研究院，寧夏銀川750002）摘要：大規(guī)模的風(fēng)電接入會使寧夏電網(wǎng)產(chǎn)生失步振蕩。針對此問題，文章利用PSD-BPA建立寧夏“風(fēng)火打捆”等值單機(jī)無窮大系統(tǒng)，從風(fēng)電接入比例、有無無功補(bǔ)償以及運(yùn)行方

2、式3個方面對系統(tǒng)失步振蕩特性進(jìn)行仿真分析，并給出外送斷面配置的失步解列裝置的響應(yīng)及動作的情況；然后，結(jié)合風(fēng)電場接入寧夏電網(wǎng)實例，進(jìn)一步進(jìn)行仿真驗證。結(jié)果表明，風(fēng)電并網(wǎng)容量越多，風(fēng)電場具備無功補(bǔ)償時，或在恒電壓運(yùn)行方式下有利于抑制電網(wǎng)失步振蕩，提高電網(wǎng)穩(wěn)定性。關(guān)鍵詞：風(fēng)電并網(wǎng)；寧夏電網(wǎng)；失步振蕩；穩(wěn)定性中圖分類號：TM72文獻(xiàn)標(biāo)志碼：A文章編號：1671-5292（2015）08-1135-07DOI:10.13941/j.cnki.21-1469/tk.2015.08.0030引言控制方式等對系統(tǒng)功角穩(wěn)定性的影響；文獻(xiàn)[9]

3、~新能源發(fā)電及可靠并網(wǎng)成為研究焦點，其中[11]表明，由于風(fēng)電具有的快恢復(fù)性使高滲透率[1]技術(shù)發(fā)展最快、發(fā)電模式最佳的則屬風(fēng)力發(fā)電。風(fēng)電的接入不利于系統(tǒng)的穩(wěn)定。由此可以看出，風(fēng)我國風(fēng)能資源主要集中在“三北”地區(qū)，而用電負(fù)電并網(wǎng)對電力系統(tǒng)穩(wěn)定性的影響目前尚未有統(tǒng)一荷卻集中在經(jīng)濟(jì)發(fā)達(dá)的“三華”地區(qū)，因此風(fēng)電并定論，有必要進(jìn)一步開展研究。網(wǎng)具有地域過于集中、遠(yuǎn)離負(fù)荷中心的特點。風(fēng)力目前針對風(fēng)電并網(wǎng)對電網(wǎng)失步振蕩的研究甚發(fā)電大規(guī)模集中接入、遠(yuǎn)程傳輸及風(fēng)電的隨機(jī)波少，且基本停留在理論研究階段，較少涉及到在實動等自身特性都會給電網(wǎng)的穩(wěn)

4、定運(yùn)行帶來新的挑際電網(wǎng)的應(yīng)用問題，而近年來，寧夏電網(wǎng)風(fēng)電并網(wǎng)戰(zhàn)。規(guī)模的不斷激增，風(fēng)電對寧夏電網(wǎng)失步振蕩的影風(fēng)能具有間歇性和隨機(jī)性，風(fēng)電出力的頻繁響已不可忽視。因此本文先構(gòu)建了接近寧夏電網(wǎng)變化可能影響到風(fēng)電接入的電壓控制以及無功補(bǔ)相對西北主網(wǎng)的“風(fēng)火打捆”單機(jī)無窮大仿真系償特性；而風(fēng)機(jī)的低電壓穿越和過電壓保護(hù)技術(shù)，統(tǒng)，通過對風(fēng)電不同接入比例下、風(fēng)電場有無無功導(dǎo)致風(fēng)機(jī)比常規(guī)機(jī)組更易脫網(wǎng)。這些方面使大規(guī)補(bǔ)償以及風(fēng)電場不同運(yùn)行方式下特定故障時解列模風(fēng)電并網(wǎng)具有一定的可變性，必然也會對電網(wǎng)裝置的動作響應(yīng)特性，來研究風(fēng)電并網(wǎng)對系統(tǒng)失的失

5、步振蕩特性產(chǎn)生影響，引發(fā)實際電網(wǎng)振蕩中步振蕩的影響，再以寧夏實際電網(wǎng)進(jìn)行驗證。[2]心的遷移以及振蕩解列裝置的可靠動作。1風(fēng)電并網(wǎng)對單機(jī)無窮大系統(tǒng)的影響國內(nèi)、外關(guān)于大規(guī)模風(fēng)電并網(wǎng)對電網(wǎng)穩(wěn)定性寧夏電網(wǎng)相對西北主網(wǎng)可以等值為單機(jī)無窮影響已做了大量研究。文獻(xiàn)[3]~[5]基于擴(kuò)展等面大系統(tǒng)，在PSD-BPA仿真軟件中建立“風(fēng)火打積理論，就風(fēng)電比例對“風(fēng)火打捆”交直流外送系捆”等效單機(jī)無窮大系統(tǒng)，如圖1所示。統(tǒng)的功角暫態(tài)穩(wěn)定性影響進(jìn)行了詳盡研究，結(jié)果圖中母線A上接一個容量為300MW的火表明受端系統(tǒng)慣量為無窮大時，風(fēng)電并網(wǎng)比例越電廠

6、和6個容量均為15MW的風(fēng)電場（假定均為大，越有利于系統(tǒng)暫態(tài)穩(wěn)定性；文獻(xiàn)[6]~[8]結(jié)合實GE雙饋風(fēng)電機(jī)組，該模型主要包括發(fā)電機(jī)和換際電網(wǎng)，仿真分析了風(fēng)電場接入方式、風(fēng)電場無功流器模型、電氣控制部分模型、原動機(jī)及其控制系收稿日期：2015-06-15?；痦椖浚簢W(wǎng)寧夏電力公司科技項目（XTB11201402108）。作者簡介：呂思昕（1992-），女，碩士研究生，研究方向為新能源發(fā)電與并網(wǎng)。E-mail：lvsixin92@163.com·1135·可再生能源2015，33（8）統(tǒng)模型。采用單質(zhì)量塊模型模擬風(fēng)電機(jī)組轉(zhuǎn)子；

7、變應(yīng)同步機(jī)組的機(jī)械功率；Pci，Pcj為相對應(yīng)同步機(jī)槳距風(fēng)力發(fā)電機(jī)組的槳距角根據(jù)風(fēng)電機(jī)組輸出功組的電磁功率；Pms，Pma為兩個機(jī)群的等值機(jī)械功率的反饋信號來控制,每臺機(jī)組容量為1.5MW）；率且Pms=ΣPmi，Pma=ΣPmj；Pcs，Pca為兩個機(jī)群的火電機(jī)組采用6階同步發(fā)電機(jī)模型，包括原動機(jī)j∈sj∈a以及勵磁系統(tǒng)和調(diào)速系統(tǒng)模型。風(fēng)電場通過兩級等值電磁功率且Pcs=ΣPci，Pca=ΣPcj。升壓變將風(fēng)機(jī)出口電壓從0.69kV升至35kV，最j∈sj∈a后接到220kV母線。220kV交流輸電線路長度B送端系統(tǒng)W輸電

8、部分B受端系統(tǒng)為240km，R=0.03276，X=0.17148（標(biāo)幺值）。當(dāng)線路上發(fā)生嚴(yán)重故障時會引起系統(tǒng)功角失穩(wěn)，導(dǎo)圖2系統(tǒng)簡化電路致失步振蕩。在線路AB上加裝解列裝置，并以裝Fig.2Simplifiedcircuitofsystem置動作的時間快慢來判斷系統(tǒng)失步的嚴(yán)重程度。在圖1