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風電場接入電網末端后系統(tǒng)穩(wěn)定性分析

2010-11-16 00:51李曉龍
河北電力技術 2010年3期
關鍵詞:蔚縣線電壓風電場

李曉龍

(華北電力大學,河北 保定 071003)

風力發(fā)電是一種清潔的可再生能源,可以改善能源結構,提高能源安全,積極應對氣候變化,為經濟和社會發(fā)展帶來顯著的效益。受自然條件的限制,風電場一般建設在人跡罕至的邊遠地區(qū),遠離負荷中心,屬于電網的末端。由于電網末端與主網架之間電氣聯(lián)系薄弱,系統(tǒng)穩(wěn)定性較差,尤其是在有間歇式能源接入的情況下,如何維持系統(tǒng)的穩(wěn)定性是亟需分析和解決的問題。

1 蔚縣風電場運行方式

河北省南部電網(簡稱“河北南網”)蔚縣風電場一期工程建設容量為49.5 MW,現(xiàn)有風機33臺,單臺風機容量為1 500 kW,接入系統(tǒng)方式為單回線接至白石山110 kV側母線。風電場并網地區(qū)局部電網結構示意見圖1。

圖1 風電場并網地區(qū)局部電網結構示意

以下利用PSASP暫態(tài)分析軟件,對蔚縣風電場接入河北南網后系統(tǒng)的穩(wěn)定性進行詳細的建模和仿真計算。

2 風電場最大接入容量分析

風電接入容量按照風電場短路容量(電流)比計算。風電場短路容量比定義為風電場額定容量Swind與該風電場和電力系統(tǒng)的連接點(Point of Common Connection,PCC)的短路容量Ssc之比,即k=Swind/Ssc×100%。短路容量表示網絡結構的強弱,短路容量大說明該節(jié)點與系統(tǒng)電源點的電氣距離小、聯(lián)系緊密。風電場接入點的短路容量反映了該節(jié)點的電壓對風電注入功率變化的敏感程度。風電場短路容量比按國際上通行的最大取值10%計算,可得110 kV電網的風電場最大接入容量為144 MW(96臺1 500 kW的風機),也就是說,蔚縣風電場還可擴建63臺同型號風機。由于110 kV線路輸送功率有限,LGJ-120輸電線路的極限輸送功率為72.3 MW,因此,當蔚縣風電場擴建后,需要再增加2條110 kV輸電線路,輸電線路的型號可選為LGJ-150。

3 風電場穩(wěn)態(tài)分析

將蔚縣風電場裝機容量從0 MW增加至144 MW(風電場最大接入容量),以考查風電場不同出力水平下的系統(tǒng)電壓和靜態(tài)穩(wěn)定情況。當風電機組的功率因數(shù)在0.95(滯后) ~0.98(超前)之間變化時,風電場出力與相關母線和接入系統(tǒng)母線電壓的關系曲線,見圖2。

(a) 風電場出口側380 V母線電壓

(b) 風電場出口側35 kV母線電壓

(c) 風電場出口側110 kV母線電壓

通過計算可知,在正常方式下現(xiàn)有風電場容量為49.5 MW(0.495 p.u.)時,風電場具備無功調節(jié)能力,則通過風電機組自身無功調整可維持各相關母線電壓在合理范圍內,若風電場運行于恒功率因數(shù)1.0控制狀況下,各相關母線電壓也基本在可接受范圍內。

4 風電場暫態(tài)分析

風電場的動態(tài)特性影響接入系統(tǒng)的電壓、頻率和暫態(tài)穩(wěn)定性,因此需要通過仿真方法檢驗系統(tǒng)在某些擾動下是否會失去安全性和穩(wěn)定性。在發(fā)生故障的情況下,電網和風電場是否能夠維持自身的穩(wěn)定性是電網穩(wěn)定運行的關鍵。在風電場出力為49.5 MW,cosφ=1時,設置110 kV出線距白石山5%處三相短路,故障切除時間0.12 s,鄰近母線電壓、發(fā)電機頻率曲線見圖3、圖4。

圖3 0.12 s切除故障后各母線電壓曲線

圖4 系統(tǒng)運行頻率曲線

風電場出口三相短路時,系統(tǒng)附近保定熱電廠-國華定洲發(fā)電有限責任公司(簡稱“保熱-定電”)機組的相對功角如圖5所示。

圖5 三相短路時保熱-定電機組相對功角

從大量仿真結果可以看出,在風電場現(xiàn)有規(guī)模下,系統(tǒng)可保持同步穩(wěn)定運行,電網電壓、頻率和功角均可維持穩(wěn)定,并具有足夠長的故障切除時間,系統(tǒng)穩(wěn)定性并沒有因為風電場容量的增加而變差。但是,當35 kV母線附近發(fā)生接地故障時,故障恢復后35 kV母線電壓明顯升高。因此,應實時監(jiān)測35 kV側母線電壓并增設過電壓聯(lián)切裝置,在35 kV母線運行電壓接近極限值時,切除風電場部分風機。

5 風機低電壓穿越測試

風力發(fā)電機低電壓穿越 (Low Voltage Ride Through,LVRT) 能力是指在端電壓降低到一定值的情況下不脫離電網而繼續(xù)維持運行,甚至還可以為系統(tǒng)提供一定支持,以幫助系統(tǒng)恢復電壓的能力。

在蔚縣風電場目前裝機容量為49.5 MW的情況下,對該風電場進行低電壓穿越仿真分析,設風電場風速為12 m/s,2 s時在風電場110 kV送出線路首端發(fā)生三相短路接地短路故障,故障持續(xù)0.7 s切除,持續(xù)0.1 s風機與系統(tǒng)解列。仿真結果證明,系統(tǒng)即使在風機低電壓穿越時間整定為0.1 s時也能保持穩(wěn)定。風機低電壓穿越時,保熱-定電機組的相對功角如圖6所示。

圖6 保熱-定電機組相對功角

6 結束語

通過蔚縣風電場接入電網后對電網的影響研究,證明該風電場在現(xiàn)有規(guī)模49.5 MW時,接入電網后對電網電壓及暫態(tài)影響不大,能夠維持電網的穩(wěn)定運行。在低電壓仿真分析中,因為系統(tǒng)具有較大的無功儲備,因此并不需要風電場在系統(tǒng)發(fā)生故障后對系統(tǒng)提供無功支持,可以實現(xiàn)風電場的快速解列。該風電場在終期規(guī)模下,35 kV母線故障恢復后電壓較高,因此,必須采取必要的保護措施,如增設過電壓聯(lián)切裝置,切除風電場部分風機,以此維持風電場及電網的穩(wěn)定運行。

參考文獻:

[1] 鄭 劍,劉 克,申金平.分布式供電系統(tǒng)對電網的影響[J].東北電力技術,2006,27(4):4-6,24.

[2] 梁有偉,胡志堅,陳允平.分布式發(fā)電及其在電力系統(tǒng)中的應用研究綜述[J].電網技術,2003,27(12):71-75,88.

[3] 胡學浩.分布式發(fā)電(電源)技術及其并網問題[J].電工技術雜志,2004,(10):1-5.

[4] 王志群,朱守真,周雙喜,等.分布式發(fā)電對配電網電壓分布的影響[J].電力系統(tǒng)自動化,2004,28(16):56-60.

[5] 張新房,徐大平,呂躍剛,等.風力發(fā)電技術的發(fā)展及若干問題[J].現(xiàn)代電力.2003,20(5):29-34.

[6] 李 蓓,李興源.分布式發(fā)電及其對配電網的影響[J].國際電力,2002,9(3):45-49.

[7] 孫 濤,王偉勝,戴慧珠,等.風力發(fā)電引起的電壓波動及閃變[J].電網技術,2003,27(12):62-66,70.

[8] 雷亞洲.與風電并網相關的研究課題[J].電力系統(tǒng)自動化,2003,27(8):84-89.

[9] 申 洪,梁 軍,戴慧珠.基于電力系統(tǒng)暫態(tài)穩(wěn)定分析的風電場穿越功率極限計算[J].電網技術,2002,26(8):8-11.

[10] 王偉勝,馮雙磊,張義斌.風電場最大裝機容量和電網短路容量的關系[J].國際電力,2005,9(2): 31-34.

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