為滿足風電併網及運行技術的推廣與套用，華北電力科學研究院有限公司充分發揮其風電併網的工作經驗，仔細分析風電併網及運行技術特點，組織眾多專家編寫本書。本書緊密結合現場實際、全面系統、實用性強，對提高技術人員對風電併網及運行技術的認知具有重要意義。本書共分五章，包括：風力發電現狀與規劃、風電併網、風電建模及仿真分析、風電運行、風電運行控制新技術。本書主要適用於直接從事風電併網的技術人員和生產管理人員，也可供相關專業及管理人員參考使用。
基本介紹
- 書名：風電併網及運行技術
- 出版社：中國電力出版社
- 頁數：156頁
- 開本：16
- 品牌：中國電力出版社
- 作者：吳濤
- 出版日期：2013年7月1日
- 語種：簡體中文
- ISBN：9787512342934
內容簡介,作者簡介,圖書目錄,
內容簡介
近年來風電迅速發展，與常規水電、火電相比，風電機組運行存在以下兩個特點：
1、無功調節能力不強，如恆速恆頻異步風機（簡稱“常規異步風機”）在任何運行方式下均不能向系統提供動態無功支撐，僅能通過電容器投切，調整其等效功率因數接近1.0；變速恆頻雙饋異步風機（簡稱“雙饋風機”）能提供一定動態無功支持，但通常採用恆定無功控制方式，其無功調節能力有限（國網勵磁相關標準明確規定，常規火電機組必須運行在恆定定子電壓控制，禁止恆定無功控制方式）。
2、有功出力隨風速變化而隨機波動。一方面，風電場有功波動引起沿線無功損耗變化，導致系統電壓波動，且難以控制；另一方面，其潮流波動對同一送電通道上的常規火電機組而言，相當於擾動源，可能引發低頻振盪。
目前在一般情況下，風電機組的低電壓穿越功能模組大都沒有投入，且風電機組的電力電子設備所設定的保護門檻比較靈敏，在電網發生擾動時可能由於非線性保護動作而導致風機自動脫網。若出現大容量風機脫網，引起系統過電壓，可能導致常規火電機組深度進相，甚至導致勵磁系統低勵限制動作，控制切換為恆定無功控制，一些AVR的PSS功能被禁止，系統靜態、動態穩定水平顯著降低，可能引起系統振盪事故。
因此，大規模風電接入後，將導致電網運行特性發生變化，引起電網規劃、設計、生產、運行等部門的廣泛關注。
本書從風電運行調研及發展規劃、風電仿真、大規模風電接入後電網安全穩定研究、風電併網運行管理等方面，開展電網風電併網運行研究。主要技術創新點如下：
(1) 國內首次建立了包括DIGSILENT、 PSS/E、BPA和PSASP等程式的綜合風電仿真分析平台，用於進行不同類型風機特性仿真和風電接入後電網穩定性研究，形成具有自主智慧財產權的發明專利《一種發電機低電壓保持併網的測量方法和系統》；
(2) 在風電場調研的基礎上，通過計算分析、比較論證，選擇確定華北電網風電小擾動及短路試驗方案，成功進行了現場工業試驗，形成風電參數測試試驗方法；
(3) 國內首次根據現場實測數據，用風電仿真分析平台進行對比仿真分析，提出華北電網雙饋風機關鍵模型參數及保護特性參數，為更準確開展電網穩定計算分析和採取措施提供了技術保證，其中由試驗得到的不同廠家風電機組低電壓穿越特性為《華北電網風電接入系統技術規定》修編提供技術依據；
(4) 華北首次用風電實測模型參數及保護特性參數開展風、火電混合遠距離送電及大規模風電接入後地區電網穩定性研究，得到穩定控制極限和嚴重故障安全自動裝置策略，用於指導電網規劃建設、生產運行。
1、無功調節能力不強，如恆速恆頻異步風機（簡稱“常規異步風機”）在任何運行方式下均不能向系統提供動態無功支撐，僅能通過電容器投切，調整其等效功率因數接近1.0；變速恆頻雙饋異步風機（簡稱“雙饋風機”）能提供一定動態無功支持，但通常採用恆定無功控制方式，其無功調節能力有限（國網勵磁相關標準明確規定，常規火電機組必須運行在恆定定子電壓控制，禁止恆定無功控制方式）。
2、有功出力隨風速變化而隨機波動。一方面，風電場有功波動引起沿線無功損耗變化，導致系統電壓波動，且難以控制；另一方面，其潮流波動對同一送電通道上的常規火電機組而言，相當於擾動源，可能引發低頻振盪。
目前在一般情況下，風電機組的低電壓穿越功能模組大都沒有投入，且風電機組的電力電子設備所設定的保護門檻比較靈敏，在電網發生擾動時可能由於非線性保護動作而導致風機自動脫網。若出現大容量風機脫網，引起系統過電壓，可能導致常規火電機組深度進相，甚至導致勵磁系統低勵限制動作，控制切換為恆定無功控制，一些AVR的PSS功能被禁止，系統靜態、動態穩定水平顯著降低，可能引起系統振盪事故。
因此，大規模風電接入後，將導致電網運行特性發生變化，引起電網規劃、設計、生產、運行等部門的廣泛關注。
本書從風電運行調研及發展規劃、風電仿真、大規模風電接入後電網安全穩定研究、風電併網運行管理等方面，開展電網風電併網運行研究。主要技術創新點如下：
(1) 國內首次建立了包括DIGSILENT、 PSS/E、BPA和PSASP等程式的綜合風電仿真分析平台，用於進行不同類型風機特性仿真和風電接入後電網穩定性研究，形成具有自主智慧財產權的發明專利《一種發電機低電壓保持併網的測量方法和系統》；
(2) 在風電場調研的基礎上，通過計算分析、比較論證，選擇確定華北電網風電小擾動及短路試驗方案，成功進行了現場工業試驗，形成風電參數測試試驗方法；
(3) 國內首次根據現場實測數據，用風電仿真分析平台進行對比仿真分析，提出華北電網雙饋風機關鍵模型參數及保護特性參數，為更準確開展電網穩定計算分析和採取措施提供了技術保證，其中由試驗得到的不同廠家風電機組低電壓穿越特性為《華北電網風電接入系統技術規定》修編提供技術依據；
(4) 華北首次用風電實測模型參數及保護特性參數開展風、火電混合遠距離送電及大規模風電接入後地區電網穩定性研究，得到穩定控制極限和嚴重故障安全自動裝置策略，用於指導電網規劃建設、生產運行。
作者簡介
主編 吳濤：西安交通大學博士。現為華北電力科學研究院系統研究所所長
圖書目錄
序
前言
第一章風電運行及發展規劃
第一節風力發電現狀
第二節風力發電規劃
第二章風電接入電網技術
第一節風電接入電網分析
第二節風電併網繼電保護配置
第三節風電機組特性測試及風電場併網檢測
第三章風電併網繼電保護配置
第一節風電機組的數學模型
第二節風電場擾動試驗及風電機組模型參數辨識
第三節 大規模風電接入後電網安全穩定分析
第四節 風電接入後提高電網電壓穩定水平的控制措施
第四章風電運行管理
第一節風電功率預測
第二節風電調度與最佳化技術
第三節風電運行特性研究
第四節風電運行異常情況分析
第五章風電建模及仿真
第一節風電機組控制技術
第二節風電場無功補償技術
第三節風光儲聯合發電技術
第四節光伏、儲能物理數字混合仿真
第五節 輕型高壓直流輸電技術在風電送出中的套用
附錄 目前執行的風電相關檔案和標準
參考文獻
前言
第一章風電運行及發展規劃
第一節風力發電現狀
第二節風力發電規劃
第二章風電接入電網技術
第一節風電接入電網分析
第二節風電併網繼電保護配置
第三節風電機組特性測試及風電場併網檢測
第三章風電併網繼電保護配置
第一節風電機組的數學模型
第二節風電場擾動試驗及風電機組模型參數辨識
第三節 大規模風電接入後電網安全穩定分析
第四節 風電接入後提高電網電壓穩定水平的控制措施
第四章風電運行管理
第一節風電功率預測
第二節風電調度與最佳化技術
第三節風電運行特性研究
第四節風電運行異常情況分析
第五章風電建模及仿真
第一節風電機組控制技術
第二節風電場無功補償技術
第三節風光儲聯合發電技術
第四節光伏、儲能物理數字混合仿真
第五節 輕型高壓直流輸電技術在風電送出中的套用
附錄 目前執行的風電相關檔案和標準
參考文獻
