大規(guī)模風(fēng)電場群聯(lián)網(wǎng)的源網(wǎng)協(xié)調(diào)性研究.pdf

1、風(fēng)力發(fā)電聯(lián)網(wǎng)運(yùn)行是實(shí)現(xiàn)風(fēng)能大規(guī)模開發(fā)利用的有效途徑。風(fēng)電是一種具有波動性且不完全受控的電源，大規(guī)模風(fēng)力發(fā)電功率通常難以準(zhǔn)確預(yù)測，因此，大規(guī)模風(fēng)電聯(lián)網(wǎng)將削弱電網(wǎng)調(diào)度對發(fā)電功率的控制能力，進(jìn)而可能威脅電網(wǎng)的安全經(jīng)濟(jì)運(yùn)行。在難以準(zhǔn)確把握風(fēng)電功率波動不利影響的情況下，電網(wǎng)可能會高估風(fēng)電功率波動帶來的風(fēng)險而限制風(fēng)電接入規(guī)模以確保電網(wǎng)安全運(yùn)行，從而在一定程度上阻礙了風(fēng)電的規(guī)?；_發(fā)。隨著我國多個千萬千瓦級巨型風(fēng)電基地的建設(shè)，大規(guī)模風(fēng)電聯(lián)網(wǎng)的需求與保

2、證電網(wǎng)安全的矛盾將進(jìn)一步凸顯。如何在保證電網(wǎng)安全的前提下盡量提高風(fēng)電聯(lián)網(wǎng)規(guī)模，是亟需研究的問題，具有重要的理論和應(yīng)用價值。
　　 論文在綜述風(fēng)電規(guī)?；l(fā)展及其對電網(wǎng)影響的基礎(chǔ)上，提出源網(wǎng)協(xié)調(diào)性概念，其內(nèi)涵是通過風(fēng)電電源與電網(wǎng)特性的分析，準(zhǔn)確把握不同場景下“源”、“網(wǎng)”之間的相互作用，準(zhǔn)確評估風(fēng)電對電網(wǎng)的影響，充分發(fā)掘既有電網(wǎng)的風(fēng)電接納能力，促進(jìn)風(fēng)能的大規(guī)模開發(fā)利用。
　　 論文首先對雙饋感應(yīng)風(fēng)電機(jī)組數(shù)學(xué)模型進(jìn)行了分析，討

3、論了不同時間尺度下的風(fēng)電機(jī)組模型特點(diǎn)，為風(fēng)電聯(lián)網(wǎng)運(yùn)行的源網(wǎng)協(xié)調(diào)性研究提供模型基礎(chǔ)。
　　 論文研究了大規(guī)模風(fēng)電電源穩(wěn)態(tài)輸出功率的波動特性。通過對大規(guī)模風(fēng)電場群歷史數(shù)據(jù)的統(tǒng)計分析，揭示了風(fēng)電功率波動的時空分布特性，提出了風(fēng)電場群的匯聚效應(yīng)，為研究穩(wěn)態(tài)源網(wǎng)協(xié)調(diào)性提供了風(fēng)電電源特性基礎(chǔ)。
　　 提出了計及風(fēng)電電源穩(wěn)態(tài)特性與電網(wǎng)安全裕度的穩(wěn)態(tài)源網(wǎng)協(xié)調(diào)性分析方法。通過分析風(fēng)電接納能力常規(guī)計算方法的局限性，建立了新的計及多場景的風(fēng)電

4、接納能力計算模型，定義了影響因子來反映不同運(yùn)行場景下的源網(wǎng)協(xié)調(diào)關(guān)系。
　　 通過對實(shí)測風(fēng)電場短路試驗(yàn)數(shù)據(jù)的分析，得到雙饋風(fēng)電機(jī)組因保護(hù)動作而脫網(wǎng)的動作邏輯，揭示了短路過程中機(jī)組定轉(zhuǎn)子及變流器電壓、電流的變化特征；對短路試驗(yàn)的仿真重現(xiàn)驗(yàn)證了雙饋感應(yīng)風(fēng)電機(jī)組電磁暫態(tài)模型的有效性，以及對電網(wǎng)電壓跌落過程中雙饋風(fēng)電機(jī)組電磁暫態(tài)響應(yīng)特性分析的正確性。
　　 揭示了由于雙饋風(fēng)電機(jī)組撬杠保護(hù)動作遠(yuǎn)快于定子回路開關(guān)動作而使得機(jī)組脫網(wǎng)前存

5、在的短時鼠籠異步運(yùn)行現(xiàn)象，且該異步運(yùn)行過程中機(jī)組將從電網(wǎng)吸收較多無功功率而對電網(wǎng)電壓水平造成影響，并通過對風(fēng)電場實(shí)測脫網(wǎng)事件的分析加以驗(yàn)證。
　　 提出了風(fēng)電場能夠安全渡越的電網(wǎng)擾動區(qū)域分析方法，對比分析了各種故障形式下風(fēng)電場母線電壓及風(fēng)電機(jī)組端電壓的跌落情況，并對滿足現(xiàn)行低電壓穿越并網(wǎng)要求的風(fēng)電場能夠安全渡越的電網(wǎng)擾動區(qū)域進(jìn)行了仿真分析。
　　 在電力系統(tǒng)分析軟件PSASP/UPI及PSCAD/EMTDC平臺上，分別開