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1、隨著我國(guó)經(jīng)濟(jì)的飛速發(fā)展,與之俱來(lái)的是日益嚴(yán)峻的能源危機(jī),風(fēng)力發(fā)電、光伏發(fā)電等新能源發(fā)電方式成為主流;風(fēng)力發(fā)電憑借其低成本、技術(shù)成熟及無(wú)污染等優(yōu)點(diǎn)迅速成為研究焦點(diǎn)。我國(guó)幅員遼闊,風(fēng)能資源主要集中在東南沿海、內(nèi)蒙古、甘肅以及東北地區(qū),但經(jīng)濟(jì)發(fā)達(dá)區(qū)域集中在華北、華中、華東,用電負(fù)荷比重大。因此我國(guó)風(fēng)電資源分布不均衡且遠(yuǎn)離負(fù)荷中心。風(fēng)力發(fā)電等新能源大規(guī)模集中并網(wǎng)、遠(yuǎn)距離輸送及風(fēng)能受天氣影響、不可控等自身特性將對(duì)電網(wǎng)的穩(wěn)定運(yùn)行帶來(lái)新的挑戰(zhàn)。我國(guó)電
2、網(wǎng)互聯(lián)規(guī)模持續(xù)擴(kuò)大,若電網(wǎng)出現(xiàn)失步振蕩,波及范圍也越來(lái)越廣,如處置不及時(shí),會(huì)反之影響風(fēng)電可靠并網(wǎng),威脅大電網(wǎng)的穩(wěn)定運(yùn)行。
主流雙饋、直驅(qū)風(fēng)電機(jī)組通過(guò)電力電子系統(tǒng)并網(wǎng),當(dāng)系統(tǒng)發(fā)生較大擾動(dòng)時(shí),出于電力電子元器件設(shè)備級(jí)的安全角度考慮,風(fēng)電機(jī)組保護(hù)動(dòng)作切除機(jī)組,從擾動(dòng)期間對(duì)電網(wǎng)動(dòng)態(tài)支撐角度考慮,電網(wǎng)要求風(fēng)電機(jī)組具備低、高電壓的故障穿越能力,但由于各風(fēng)電制造廠商生產(chǎn)的機(jī)組性能不一,故障穿越的表現(xiàn)不同,因此,抗干擾能力弱、易發(fā)生脫網(wǎng)是風(fēng)電
3、的特點(diǎn)之一;通過(guò)電力電子并網(wǎng),風(fēng)電的低慣量、與系統(tǒng)的弱耦合以及功率的快恢復(fù)特性也將影響風(fēng)電并網(wǎng)的暫穩(wěn)特性;同時(shí),由于原動(dòng)力風(fēng)能的隨機(jī)波動(dòng),風(fēng)電出力頻繁變化,影響到并網(wǎng)的無(wú)功電壓特性,進(jìn)而影響暫態(tài)失步特性;這些方面使大規(guī)模風(fēng)電并網(wǎng)具有一定的可變性,必然會(huì)影響到電網(wǎng)的失步振蕩特性,引發(fā)實(shí)際電網(wǎng)中振蕩中心的遷移以及安全解列裝置的可靠動(dòng)作,電網(wǎng)解列后可能造成風(fēng)電大規(guī)模脫網(wǎng),并網(wǎng)可靠性下降。
首先,回顧過(guò)去多年風(fēng)電的發(fā)展進(jìn)程并展望未來(lái)發(fā)
4、展趨勢(shì),綜述了風(fēng)電并網(wǎng)與電網(wǎng)失步解列的研究現(xiàn)狀,介紹了目前常用的三種類(lèi)型風(fēng)機(jī)的模型和原理,較系統(tǒng)地闡述了國(guó)內(nèi)外電網(wǎng)在發(fā)生嚴(yán)重故障導(dǎo)致失步振蕩后解列裝置動(dòng)作原理。
然后,基于擴(kuò)展等面積法則,利用由中國(guó)電力科學(xué)研究院開(kāi)發(fā)的PSD-BPA仿真軟件,構(gòu)建了“風(fēng)火打捆”等效單機(jī)無(wú)窮大仿真系統(tǒng),通過(guò)觀察在風(fēng)電不同接入比例下、風(fēng)電場(chǎng)有無(wú)無(wú)功補(bǔ)償以及風(fēng)電場(chǎng)不同運(yùn)行方式下系統(tǒng)故障時(shí)解列裝置的動(dòng)作響應(yīng)特性,從多個(gè)方面仿真分析風(fēng)電并網(wǎng)對(duì)系統(tǒng)失步解列
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