風電併網及運行技術

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、大陵蜜希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) 在風電場調研的基燥婚悼礎上，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仔轎記保證，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。

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、風電運行控制新擔肯承技術。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。

作者簡介

主編吳濤：西安交通大學甩堡戶朵博士。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

第二企墊節風電調度與優戒榜才舟化技術

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

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