风火打捆直流外送系统直流故障引发风机脱网的问题研究_屠竞哲
基于储能装置的风火打捆直流输电系统稳定性研究
基于储能装置的风火打捆直流输电系统稳定性研究赛亚勒·阿布都力江;王海云;武家辉【摘要】当电网侧发生故障或负荷突变时,大规模风电并网直流输电系统的可靠性和稳定性受到冲击.针对系统的安全、稳定运行,文章提出在受端配置超导储能装置(SMES)的风火打捆经直流输电并网拓扑结构.基于双馈风力发电机组和VSC-HVDC系统设计了SMES的控制策略.受端电网发生短路故障或负荷突变时,超导储能装置能保证电网受到干扰后快速恢复,在向系统补偿无功功率的同时提供一定有功支撑,克服故障带给系统的不利影响.通过DIgSILENT软件仿真结果表明:该方案能够有效控制电源侧和电网侧母线电压和频率,改善并网风电场暂态稳定能力以及故障穿越能力,能更好地保证并网系统可靠、稳定运行.【期刊名称】《可再生能源》【年(卷),期】2016(034)002【总页数】5页(P203-207)【关键词】SMES;风火储打捆;VSC-HVDC;暂态稳定【作者】赛亚勒·阿布都力江;王海云;武家辉【作者单位】新疆大学电气工程学院教育部可再生能源发电与并网控制工程技术研究中心,新疆乌鲁木齐830047;新疆大学电气工程学院教育部可再生能源发电与并网控制工程技术研究中心,新疆乌鲁木齐830047;新疆大学电气工程学院教育部可再生能源发电与并网控制工程技术研究中心,新疆乌鲁木齐830047【正文语种】中文【中图分类】TM743我国大规模风电基地远离负荷中心,导致风电须要输送到远距离负荷中心进行消纳[1]。
风能具有波动性和间歇性,无法单独远距离输送[2],风电与火电捆绑进行输送是一种热门的研究方法。
储能技术[3]~[5]应用于风电,提高大规模风电基地输出功率的可控性是一种重要的解决途径。
文献[5]对超导储能系统(SMES)的运行原理及其提高系统暂态稳定性进行了研究并提出了有功、无功功率综合控制策略。
文献[6]分析了跟踪计划出力和削峰填谷等风储联合控制模式,指出了风储最优容量配置。
风电机组脱网原因及对策分析
情况 。
相对不大 , 要有长距离的联络线路完成功率输送任务 ,因此便形成了风
大规模 的风电机组脱网 ,一般分成以下 几个典型过程 :
第一阶段 : 低 电压脱网阶段。因为风 电场巾某个 电气设备m现短路 故障因素 ,所以造成 了电网电压快速下降 ,由于_ 已经并 网的风电机组 一
般都存在着不具备低 电压的穿越能力 ,制造厂声称 的低 电压穿越 能力因 为没有完整的检验手段而无法顺利完成检测 ,进而容易造成大规模的风
三 、风电机组脱网的应对方式
( 一 )加 大 风 电场 动 态 无 功 补偿 设 备 的运 行 性 能
第二阶段 :过电压脱 网阶段。冈为保护动作的开展 ,而造成 电网短 路故障消失之后 ,重新恢复起电网电压 。在多个风机脱 网之后 ,会降低
我国因为有辽阔的土地面积 ,气候带分布广泛 ,因此 主要接人方式
是集中接人 。我 国的风电场通常在偏远地 区,风力资源集 中地区的负荷
外送 的功率 ,联络线路与变压器等各种设备无功消耗量也会发生相应降
电大规模集 中式开发 、高电压等级接人和远距离输送。就风 电运行的情 况分析 , 集 中接人式对风电技术指标与运行控制有较高的要求 ,伴随着 风电机组容量与并网运行风 电装机规模的不断扩大 ,对系统造成的影响 也越发明显 。风 电集 中式并 网容易造成点电压支承能力减 弱,突 出无功 电压问题 ,因此也就更加容易诱发系统安全稳定事故 。 尤其是在一些集 群风机弱的电网接人和长距离输送的电网之中 , 当电网负荷压力过大时 , 只要设备运行出现故障或者风机 电厂调节能力不足 ,都会诱 发严重 的局
大规模风火打捆经串补送出系统的SSO问题研究
大规模风火打捆经串补送出系统的SSO问题研究周振富(南宁富联富桂精密工业有限公司)摘 要:大规模风火打捆经串补输电系统易发生次同步振荡(SSO),导致向电网传输振荡功率,严重影响电力系统的稳定性。
针对这一问题,本文首先建立了大规模火打捆经串补输电系统的结构,确定了双馈感应发电机(DFIG)构造的风电场与汽轮机构造的火电厂的容量比;其次,推导了DFIG的数学模型,并以此为根据设计了双变流器的控制策略;再次,研究了串补引起的双馈风电场SSO问题,推导了风电场功率的数学模型,研究了大规模风火打捆经串补输电系统发生SSO的路径;最后,针对外送系统的功率振荡问题,提出了相应的抑制手段。
关键词:风力发电;风火打捆;次同步振荡;振荡功率抑制0 引言大力发展风电产业是推进可持续发展,建设“新型电力系统”的重要途径之一。
新能源电力分布通常存在“源 荷”角度上的空间错位,因此需采用长距离输送满足用电的需求[1]。
然而,在长距离输电中随着串联补偿电容器接入电网,其与新能源发电中电力电子功率器件相互作用,致使新能源发电系统次同步振荡(Sub synchronousoscillation,SSO)问题频发,严重时将会造成风火打捆外送系统产生振荡,引起大规模停电事故的发生[2 3]。
2015年,新疆哈密地区的风电场发生SSO,导致距风电场200km外的火电机组发生扭振,严重影响了电力系统的稳定性[4 5]。
相关文献研究表明,电力系统SSO的产生机理复杂且呈现长距离传播的特征[6 7]。
现有文献主要聚焦于单一风电场发生SSO的情况,对于风火打捆外送系统发生SSO的问题缺乏深入研究。
针对上述问题,本文围绕以下内容展开研究:(1)设计了风火打捆外送的拓扑结构,确定了风电场与火电机组的容量比。
(2)推导了风力发电机的数学模型,并以此为根据设计了风力发电的控制策略,同时推导了串补对风电机组的影响。
(3)梳理了风火打捆外送系统发生SSO的路径,并提出了风火打捆外送系统SSO的抑制手段。
风火打捆交直流外送系统区域间输电能力评估
风火打捆交直流外送系统区域间输电能力评估毛峰;桂前进;王磊;罗利荣;徐瑞翔;刘少凡;赵文亨【摘要】风火打捆交直流外送是一种重要的输电形式,风电出力的波动性以及交直流混联的输电方式对其区域间输电能力的计算提出了新的要求.首先建立了风火打捆经交直流输电通道送往同一受端区域的系统模型;考虑到系统无功充裕度问题,建立了基于改进连续潮流算法的最大输电能力(TTC)计算模型,完成了对其单一样板值的快速求取;在此基础上,综合考虑风电固有的波动特性以及系统内各种不确定因素,采用非序贯蒙特卡洛仿真法对区域间输电能力进行概率评估,并通过实际算例进行验证,发现交直流混联的输电形式可以提高系统的区域输电能力,在合理范围内通过增加风火打捆比例可以提高区域间输电能力,但是当风火打捆比例较高时,只有对现有网架结构进行改造升级,提高线路的输电容量,才能进一步提高系统的TTC水平.【期刊名称】《中国电力》【年(卷),期】2019(052)001【总页数】7页(P69-75)【关键词】风火打捆;交直流;改进的连续潮流算法;非序贯蒙特卡洛仿真法;最大输电能力【作者】毛峰;桂前进;王磊;罗利荣;徐瑞翔;刘少凡;赵文亨【作者单位】国网安徽省电力有限公司安庆供电公司,安徽安庆 246000;国网安徽省电力有限公司安庆供电公司,安徽安庆 246000;国网安徽省电力有限公司,安徽合肥 230000;国网安徽省电力有限公司安庆供电公司,安徽安庆 246000;国网安徽省电力有限公司安庆供电公司,安徽安庆 246000;国网安徽省电力有限公司安庆供电公司,安徽安庆 246000;华北电力大学电气与电子工程学院,河北保定 071003【正文语种】中文【中图分类】TM720 引言中国规划建设的大型风电基地和传统火电基地在分布地区上高度重叠,且两种能源均需要大规模、远距离输送至负荷中心,采用“风火打捆”交直流外送的方式是有效的解决手段,但风电出力的波动性以及交直流混联的新型输电方式对区域输电能力的计算提出了新的要求。
风火打捆直流外送系统输电能力研究
风火打捆直流外送系统输电能力研究董雪涛(国家电网有限公司西北分部,陕西西安710048)摘要:随着大规模新能源并网和特高压交直流工程的投运,风火打捆直流外送系统稳定特性发生变化。
研究了风火打捆直流外送系统和直流输电系统数学模型,介绍了送端系统发生直流闭锁故障后的直流和风电机组暂态特性,并以我国某送端电网为例,分析了风火比例和交直流耦合特性对风火打捆系统外送能力的影响。
仿真结果表明,系统动稳问题显著,断面外送能力受制于系统阻尼特性,随着风电占比的提高,系统外送能力将大幅降低。
关键词:风火打捆;直流闭锁;暂态特性;动态特性中图分类号:TM712文献标志码:A文章编号:1671-0320(2024)02-0006-050引言目前,我国新能源产业处于高速发展时期,同时伴随着特高压交直流输电工程的大规模建设及区域网架补强,我国重大新能源产业基地逐渐形成以风火打捆为主的直流外送系统,其网架结构、电源结构及运行方式等变化导致的暂态稳定和动态稳定问题直接影响了重要断面输电能力及主要振荡模式。
从动态稳定角度分析,风电大发方式下系统安全稳定裕度将大幅降低,容易引发低频振荡问题[1-3]。
文献[4]从阻尼转矩的角度分析了互联电网的低频振荡;文献[5]围绕系统非线性特性和大规模风电接入改变了电网阻尼特性,分析了考虑非线性后的低频振荡机理。
从功角稳定角度分析,由于风电机组与常规机组的控制差异性,也使得大规模风电接入后的系统功角特性发生改变[6-8]。
文献[9]针对大规模双馈风机集中接入的风火打捆系统,基于等面积定则分析了双馈风机对系统暂态功角稳定性的影响;文献[10]分析了风火打捆系统的交直流耦合特性,指出直流配套火电投运将吐哈外送断面问题由动态稳定转变为暂态稳定。
对于我国部分地区处在建设阶段的交直流混联电网而言,其存在弱联性和远距离输电的情况。
因此,有必要分析风火打捆直流外送系统的稳定特性。
本文针对风火打捆直流外送系统,研究了风火打捆系统模型和直流输电系统数学模型,分析了发生直流闭锁故障后的直流系统和风电机组暂态特性,并以我国某风火打捆交直流混联电网为例,分别从不同风火比例、直流功率的维度分析其对系统交直流外送能力的影响。
风电汇集系统连锁脱网事故影响因素分析
风电汇集系统连锁脱网事故影响因素分析
柴海棣;赵晓艳;魏超;张征正
【期刊名称】《中国电力》
【年(卷),期】2015(0)9
【摘要】我国风电以集中接入、远距离输送为主要开发方式,随着风电并网容量快速增长,风电运行事故也呈现上升的态势,特别是近年,已发生多起连锁脱网事故.以某典型风电汇集系统发生的连锁脱网事故为研究案例,从系统网架结构、设备性能、运行方式、无功电压控制等因素着手,系统地分析它们对连锁脱网事故的影响,及相互递进关系,分析结果对于风电汇集系统连锁脱网研究和防范具有参考意义.
【总页数】6页(P134-139)
【作者】柴海棣;赵晓艳;魏超;张征正
【作者单位】中国华电集团新能源技术中心,北京 101031;北京建筑大学成人教育学院,北京 100044;中国华电集团新能源技术中心,北京 101031;中国华电集团公司,北京 100031
【正文语种】中文
【中图分类】TM614
【相关文献】
1.防止风电机组连锁脱网事故的动态无功备用需求分析 [J], 李亚龙;但扬清;朱艳伟;刘文颖;蔡万通
2.风电场内风电机组连锁脱网机理与低电压穿越能力研究 [J], 向昌明;范立新;蒋一
泉;顾天畏;顾伟
3.大规模风电汇集地区风电机组高电压脱网机理 [J], 杨金刚;吴林林;刘辉;梁玉枝;李群炬
4.大规模风电机组连锁脱网事故机理探究 [J], 寇明华
5.大规模风电机组连锁脱网事故机理初探 [J], 赵志刚;刘显旭
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风电机组脱网原因与处理对策探讨
风电机组脱网原因与处理对策探讨现阶段,我国大力发展绿色能源,风电产业发展迅速。
将风电机组并入电网以后,实现了能源的稳定供给,这项工作对于促进能源的绿色化和可持续化利用有着积极的意义。
在实际的发电过程中,由于多种因素的影响,时常会出现风电机组脱网现象,技术人员应该针对可能产生的原因制定合理的解决对策,保证供电的稳定性。
文章就风电机组脱网原因与处理对策进行了详细的讨论。
标签:风电机组;脱网原因;处理对策1 大规模风电机组脱网原因脱网现象是一个长期累积的过程,并不是突然之间产生的结果,脱网现象的出现对电网的正常运转造成了较大的影响,导致风电机组脱网的原因有多种,主要包括以下几个方面:1.1 风力发电机组低压穿越能力缺失如果风电机组在并网的情况下运转,如果低压穿越能力不足,会出现机组脱网现象。
目前,很大一部分风电机组都不具有低压穿越能力,当系统电压约为额定电压的百分之七十时,就会出现脱网。
个别风电场尝试建立低压穿越能力,但是调试并没有取得成功,所以,当发现机组运行中出现故障时,就会导致机组脱网。
由于多数风机并没有低电压穿越能力,风机的主要控制与调节参数、变流设备的定值不能与低电压穿越能力相匹配,还有一些风电机组尽管具有相应的低电压穿越能力,但是没有经过专业检测部门的检测以及认证,一些低电压穿越能力仅适用于三相对称的电压。
如果一些电网中经常出现不对称的电压降,则电压下降为原来的百分之八十。
1.2 無功调节能力不足很多设备并不具有充足的无功调节能力,包括动态调节,导致无功补偿设备不够灵敏,反应时间很长,有时甚至大于几分钟,不能够保证电网的稳定运行。
如果在这样的条件下风电机组低压穿越不成功,则会导致机组脱网。
脱网发生以后,电压数值迅速升高,基于设备的过电压保护程序,电机就会停止运转,出现脱网。
现阶段,大部分风电机组不具备动态的调节功能,基本都是在功率因数恒定的状态下工作,一旦将程序中的电压值进行调整,就要利用无功补偿设备,可是,很多无功补偿设备由于容量不足,不能很好的发挥作用,调节速度较慢,不能够实现电网正常运转的需要。
试论风电机组脱网原因及对策
试论风电机组脱网原因及对策现阶段风电机组已经呈现大规模的并网趋势,机组脱网问题也在这一过程中日渐明显,因此现阶段电网工作面对的主要问题就是如何实现较为稳定的安全运行。
在实际分析脱网原因以及内在机理的过程中我们可结合风电机组脱网实例进行,风电设备的安全性能技术指标以及运行管理等方面所存在的问题可在这一过程中得到直观体现,然后针对其中存在的问题提出科学建议是改善上述问题的重要手段。
标签:风力发电;风电机组;脱网现阶段风电作为一种全新的清洁能源受到世界各国的广泛重视。
其开发工作具有规模化以及商业化的特征,在大规模风电的影响下电力系统安全运行受到前所未有的挑战。
我国最早于2011年出现电机组脱网现象,这也可说明机组在各方面所存在的问题,其中主要涉及到技术标准设计以及运行管理等。
我们在实际制定改善风电机组脱网现象的措施过程中必须注意充分结合风电设备安全性能以及技术指标等问题。
一、大规模风电汇集系统特点分散接入以及集中接入是现阶段风电场接入输电网所使用的两种主要形式。
也就是说在实际接入电网的过程中,我们必须结合实际情况实现对上述方式的科学选择,通过分析风电运行情况后我们可以发现结束方式对风电的技术指标以及运行控制提出较高要求,这需要我们必须在提高重视程度的基础上借助必要的措施与手段措施上述目标得以顺利实现。
风力发电具备相当明显的随机性与间歇性,风电机组有功出力与风速之间存在着不可分割的密切联系,也就是说在风速不断变化的过程中风电机组的于无功出力也会出现不同程度的变化。
在有功潮流的不断影响之下,风电汇集系统会出现较大幅度的变化,这也是导致汇集系统较大幅度的无功损耗变化以及电压变化出现的主要原因。
受到电压大幅度波动的影响,各个风电场也必须及時的调整与投切无功设备。
因此封面汇集系统电压的持续大幅波动现象不会得到改善,这也是运行控制难度不断加大的主要原因。
二、风电机组脱网暴露的问题我们主要结合2011年上半年所发生的风景机组脱网事件对其进行分析,这是近几年来最集中爆发的一次事故。
风火打捆比例对直流孤岛系统稳定性影响的研究
风火打捆比例对直流孤岛系统稳定性影响的研究沙志成;王艳;郑帅【摘要】风火打捆特高压直流外送是未来开发全球清洁能源资源的重要方式之一,其稳定特性研究值得重视.从跟随风电功率变化的角度提出了风电与火电容量配比方案,然后在考虑风电出力概率的基础上提出了不同的配比方案.通过仿真对比分析研究了两种风火配置比例对送端孤岛系统稳定性的影响.结果表明:风火打捆比例由1:2降低为1:1.5后,送端电源调节能力和等值机械转动惯量有所降低,直流系统发生故障失去部分功率后,系统频率上升幅度和系统功角首摆幅度相应增加,增大了系统失稳的风险.%Wind-thermal-bundled power transmission by UHVDC system is regarded as one of feasible ways on development of global clean energy in the future and its characteristics of stability should be paid attention to.Different wind-thermal installed capacity ratio is proposed with the wind from the change of power angle and in consideration of the probability for wind power output.The effect of two kinds of proportion on the stability of the sending end islanded system is comparatively analyzed by the simulation.Regulating ability of sending end power and equivalent mechanical rotational inertia would be lower when wind-thermal installed capacity ratio decreased from 1:2 to 1:1.5.Under DC power system disturbances and loss of parts of power,there is a slight increase in ascending amplitude of system firequency and power-angle fluctuation,risk of system destabilization will rise accordingly.【期刊名称】《电力系统保护与控制》【年(卷),期】2017(045)014【总页数】7页(P148-154)【关键词】风火打捆;特高压直流;孤岛运行方式;稳定【作者】沙志成;王艳;郑帅【作者单位】山东电力工程咨询院有限公司,山东济南250013;国网山东省电力公司经济技术研究院,山东济南250002;山东电力工程咨询院有限公司,山东济南250013【正文语种】中文随着国民经济的快速增长,如何保障能源的可持续供给是中国面临的重要挑战。
《风火打捆外送系统的暂态稳定性研究》范文
《风火打捆外送系统的暂态稳定性研究》篇一一、引言随着现代社会的快速发展,电力系统的稳定性和可靠性变得越来越重要。
风火打捆外送系统作为电力系统的重要组成部分,其暂态稳定性研究对于保障电力系统的安全运行具有重要意义。
本文旨在研究风火打捆外送系统的暂态稳定性,分析其影响因素,并提出相应的优化措施。
二、风火打捆外送系统概述风火打捆外送系统是指将风力发电和火力发电进行打捆,通过输电线路将电能输送到远方的一种电力系统。
该系统具有可再生能源与常规能源互补、提高能源利用效率等优点,在电力系统中得到了广泛应用。
然而,由于风力发电的间歇性和不确定性,以及火力发电的稳定性问题,风火打捆外送系统的暂态稳定性面临一定的挑战。
三、暂态稳定性研究方法暂态稳定性研究主要采用仿真分析和数学建模等方法。
首先,建立风火打捆外送系统的数学模型,包括风力发电模型、火力发电模型、输电线路模型等。
然后,通过仿真软件对系统进行仿真分析,模拟系统在不同工况下的运行情况,分析系统的暂态稳定性。
此外,还可以采用现场实测等方法对仿真结果进行验证和修正。
四、影响因素分析风火打捆外送系统的暂态稳定性受到多种因素的影响。
首先,风力发电的间歇性和不确定性会对系统的暂态稳定性产生影响。
当风力发电出力大幅波动时,会导致系统功率失衡,从而影响系统的暂态稳定性。
其次,火力发电的稳定性也会对系统的暂态稳定性产生影响。
火力发电机的响应速度和调节范围有限,当系统发生故障时,如果火力发电机无法及时响应,会导致系统暂态稳定性下降。
此外,输电线路的参数、负荷变化等因素也会对系统的暂态稳定性产生影响。
五、优化措施针对风火打捆外送系统的暂态稳定性问题,可以采取以下优化措施。
首先,加强风力发电的预测和调度,提高风力发电的预测精度和调度能力,减少风力发电出力的波动性。
其次,优化火力发电的控制系统,提高火力发电机的响应速度和调节范围,使其能够及时响应系统故障。
此外,加强输电线路的监测和维护,保证输电线路的正常运行。
风电机组脱网原因分析及解决策略
风电机组脱网原因分析及解决策略2005 年底,全国风电装机容量仅为1 220 MW,位居世界第八位。
“十一五”时期,在《可再生能源法》及相关配套政策支持下,我国风电产业得到了快速发展。
到“十一五”末,全国(不含港、澳、台)共建设802 个风电场,安装风电机组32 400 台,总吊装容量达到41 460 MW(建设容量38 280 MW,并网运营容量31 310 MW),年均增长率为102%,累计和新增吊装容量均位居世界第一位,装机规模达到了新的水平,但2010 年全年风电发电量约为490 亿kWh,仍低于美国同期的风电发电量[1-2]。
从国际、国内可再生能源发展历程看,风力发电是目前除水电外最成熟、经济效益最好的可再生能源发电技术,重点发展风电等可再生能源必然且已经成为我国能源发展的重大战略决策。
在《中华人民共和国国民经济和社会发展第十二个五年规划纲要》中亦明确指出“新能源产业重点发展新一代核能、太阳能热利用和光伏光热发电、风电技术装备、智能电网、生物质能”及“加强并网配套工程建设,有效发展风电”。
虽然全国风电装机规模达到世界第一,八大千万千瓦级风电基地开始建设,但对风电在建设和运行中逐渐暴露出大量的问题要有清醒的认识,包括风电整体质量和技术水平偏低、运行管理缺乏经验与规范、大规模脱网事件频发等;并网运营容量低于总吊装容量接近三分之一,远远落后于发达国家,风电投资效益大打折扣;风电发展规划与电网脱节,风电出力受限严重影响了风电健康、可持续发展,也危害了电网的安全稳定运行[3-5]。
1 大规模风电基地发展截止2010 年底,甘肃、新疆、河北、吉林、内蒙古(东、西)、江苏六个省区的七个千万千瓦级风电基地都通过了国家规划审查[6]。
2011 年1 月《山东半岛蓝色经济区发展规划》被国务院批复[7],其中风电规划为“到2015 年,陆地装机容量达到7 150MW,海上风电装机达到2 850 MW。
到2020 年,海上风电装机达到10 000 MW”。
风火打捆交直流混联外送系统暂态稳定性研究
风火打捆交直流混联外送系统暂态稳定性研究甘肃省风电主要集中在河西走廊地区,该地区网架不够坚强且远离负荷中心,是典型的弱电网。
随着酒湖特高压直流输电系统成功投运,河西地区大规模风电经过近距离的直流换流站实现风能外送,风电高比例集中接入、大容量直流外送运行方式将给河西电网安全运行带来巨大风险和挑战。
为保证风火打捆系统的安全稳定运行,需要对风电、火电以及直流系统在河西弱电网中暂态稳定性和相互影响的机制开展深入研究。
本文基于甘肃河西风火打捆能源基地交直流外送系统,围绕甘肃河西电网“直流容量大,交流网架弱、风电比例高”等特征易导致的暂态稳定问题,以提升河西电网整体暂态稳定性为目标,对三种特性之间的相互影响开展了系列研究:分析了风火打捆系统主要交流外送通道故障时混联系统失稳原因,探讨了直流容量、故障发生位置和风火打捆比例对混联系统暂态稳定性影响;仿真分析了直流系统两种典型故障对河西电网的冲击效应以及对打捆风电安全并网的影响;提出了提升河西电网电压支撑能力的措施,将大容量新型调相机接入酒泉换流站,该措施能够提升混联系统的暂态稳定性。
首先,在风电机组拥有良好低电压穿越能力的前提下,仿真分析了不同故障位置、不同直流输送容量以及不同风火打捆比例下河西电网交流通道故障时的暂态稳定性差异,并采用等面积法则分析了风电接入对系统暂稳特性的影响。
其次,基于酒湖直流外送通道双极闭锁故障情况,分析了直流双极闭锁故障下不同直流外送容量、不同风火打捆比例下的河西混联电网暂态稳定性;基于酒湖直流换相失败故障情况,分析了故障期间河西电网的暂态电压特性和故障导致风机脱网的原因。
最后,基于河西风火打捆系统交流、直流外送通道故障情况,分析了大型同步调相机具有较好的动态无功调节能力,能够降低河西电网在交流、直流故障下的暂态失稳风险,并进行了仿真验证。
火力发电厂直流系统绝缘异常原因分析及处理策略
火力发电厂直流系统绝缘异常原因分析及处理策略随着我国电力基础设施的不断完善,火力发电厂在能源供应中扮演了重要的角色。
然而,在火力发电厂中,直流系统的绝缘异常问题屡屡发生,严重威胁安全稳定运行。
本文旨在分析直流系统绝缘异常的原因,并提出相应的处理策略。
(1)人为操作不当火力发电厂大部分设备采用直流供电,而直流系统绝缘异常问题常常与人为操作不当有关。
由于直流系统电压一般较高,而人的身体是导电的,所以在进行直流系统安装、维修、操作时必须严格按照规定操作,避免误操作导致电击伤害和直流系统绝缘异常。
(2)绝缘材料老化、损坏直流系统中的绝缘材料如电缆、绝缘子、接头等由于受到电气、热、机械等各种因素的影响,会出现老化、损坏等问题。
在检修时必须仔细检查绝缘材料的状态,如发现绝缘材料有龟裂、发黄、变形等现象,应及时更换或修复,避免发生绝缘异常事故。
(3)环境因素火力发电厂内部环境复杂,如沙尘、水气、高温、高湿等环境因素会对直流系统绝缘产生影响。
例如,在高温环境下,绝缘材料的绝缘性能会下降;在高湿环境下,绝缘子表面可能形成湿度层,导致漏电现象等。
此外,建设火力发电厂的地质条件也会对直流系统的绝缘异常产生一定的影响。
2. 处理策略(1)加强人员培训火力发电厂直流系统绝缘异常的根本原因是人员操作不当,因此应加强人员的安全意识,提高操作技能,规范操作流程,确保安全生产。
(2)定期检查和维护对于火力发电厂直流系统中的电缆、接头等绝缘材料,要定期检查和维护,确保其状态良好。
定期维护包括清洁、紧固、更换、补强等。
应根据火力发电厂的地质环境特点,制定相应的环境管理措施,如:加强防沙、防尘、防水等措施,保障直流系统的正常运行。
(4)使用新技术新材料采用新技术新材料,如纳米材料、高分子材料等可提高直流系统绝缘性能和抗老化能力,从而减少或避免绝缘异常的发生。
(5)加强监测和诊断对直流系统进行监测和诊断可以及时发现问题,减少损失。
监测和诊断工具包括红外测温仪、在线局部放电监测系统等。
火力发电厂直流系统绝缘异常原因分析及处理策略
火力发电厂直流系统绝缘异常原因分析及处理策略火力发电厂的直流系统绝缘异常可能由多种原因引起,常见的包括以下几种情况:1. 设备老化或损坏:直流系统中的电缆、绝缘子、绝缘导线等设备随着使用时间的增长会出现老化、磨损或损坏,导致绝缘性能下降,从而引起绝缘异常。
2. 潮湿环境:特别是在火力发电厂场地接近水源的地方,潮湿环境会导致绝缘材料受潮,绝缘性能下降,从而引起绝缘异常。
3. 温度变化:在火力发电厂的高温工作环境下,直流系统中的绝缘材料容易受到温度变化的影响,绝缘性能可能会发生改变,引起绝缘异常。
4. 设计缺陷:直流系统设计过程中存在的缺陷或错误安装、施工过程中存在的问题,也可能导致绝缘异常。
绝缘异常可能会导致直流系统发生故障、设备损坏甚至造成人身伤害,因此需要采取相应的处理策略来解决问题。
以下是一些常见的处理策略:1. 定期检测:定期对直流系统进行绝缘性能测试,检测绝缘电阻、绝缘强度等指标,及时发现绝缘异常并进行处理。
2. 维护保养:对直流系统中的绝缘设备进行定期的维护保养工作,包括清洁、防潮、防晒等,确保绝缘材料的正常使用。
3. 更换老化设备:定期检查直流系统中的设备状态,对于老化、损坏或绝缘性能下降的设备及时更换,以保证系统的正常运行。
4. 加强培训:加强对工作人员的培训,使其掌握绝缘设备的正确使用方法和维护保养技术,提高工作人员的维护意识和操作能力。
5. 严格施工管理:在直流系统的设计、安装、施工过程中,要严格按照相关的规范和标准进行施工管理,确保直流系统的质量和安全性能。
火力发电厂直流系统绝缘异常的原因多种多样,解决这些问题需要采取恰当的处理策略,包括定期检测、维护保养、更换老化设备、加强培训和严格施工管理等措施,以确保直流系统的安全运行。
风电与火电“打捆”外送系统频率调控策略研究
风电与火电“打捆”外送系统频率调控策略研究王青;杨悦;汪宁渤;项丽;宋新立;丁茂生;马世英;徐永海【摘要】风电与火电“打捆”外送是我国西部风电开发的一个重要特征.以一个具有典型意义的“风火打捆”仿真分析系统为例,研究了风电与火电之间的相互影响.围绕调差系数、前馈系数和伺服机构时间常数3个重要参数,分析了风功率波动条件下火电机组的一次调频特性.针对风机群体性脱网故障,提出了一种紧急提升火电机组功率的系统频率控制策略,通过监测风机脱网量和火电机组旋转备用量,计算火电机组的紧急提升功率量,将机组CCS由正常AGC控制切换为紧急提升功率的控制,实现减小系统频率波动幅度、提高频率稳定性的效果.针对电网侧不同的故障形式,比较了不同类型风机的响应特性.对固速风机在电网短路故障下发生转速失稳被过速保护切除的机理进行了较为深入的分析.【期刊名称】《中国电力》【年(卷),期】2014(047)003【总页数】8页(P6-13)【关键词】风火打捆;一次调频;紧急控制;转速失稳;频率稳定【作者】王青;杨悦;汪宁渤;项丽;宋新立;丁茂生;马世英;徐永海【作者单位】中国电力科学研究院,北京 100192;华北电力大学,北京102206;甘肃省电力公司风电技术中心,甘肃兰州 730050;国网宁夏电力公司,宁夏银川 750001;中国电力科学研究院,北京 100192;国网宁夏电力公司,宁夏银川 750001;中国电力科学研究院,北京 100192;华北电力大学,北京102206【正文语种】中文【中图分类】TM6140 引言随着能源与环境问题的日益突出,我国加强了对可再生能源特别是风能的大规模开发利用。
截至2012 年年底我国风电吊装机组达到了7 500万kW[1],与国外分布式风电接入模式不同,我国以集中式接入为主,目前已规划了8 个千万千瓦风电基地,主要位于新疆、内蒙、甘肃和江苏沿海等地区。
西部地区风电主要以风电与火电“打捆” 的方式外送,根据风电基地出力特性分析,配套建设一定规模的常规火电机组,不仅能够满足风电送出调峰出力变化率的要求,而且能够满足受电端用电市场功率调节与控制的需求[2-8]。
考虑风电不确定性的风火打捆直流外送系统的日前机组组合模型
考虑风电不确定性的风火打捆直流外送系统的日前机组组合模型李文莉;付聪聪;张海波【摘要】大规模风电并网给电力系统的优化运行带来新的挑战.根据风电场历史数据,分别采用区间预测和场景分析两种方法对未来的风电功率进行不确定描述,建立了风电预测信息不同描述方式下的考虑直流功率调整约束的日前机组组合模型.算例分析表明,所采用的风电预测方法能够准确地反映真实的风电功率信息,建立的机组组合模型能够针对不同的预测信息做出优化决策.最后对单位弃风成本及直流功率单位调节成本对优化结果的影响进行分析比较,为风火打捆直流外送系统日前计划的制定提供建议.【期刊名称】《电力系统及其自动化学报》【年(卷),期】2018(030)008【总页数】6页(P38-43)【关键词】风电功率预测;不确定性;区间估计;场景分析;机组组合【作者】李文莉;付聪聪;张海波【作者单位】华北电力大学新能源电力系统国家重点实验室,北京 102206;国网四川省电力公司天府新区供电公司,成都 610100;华北电力大学新能源电力系统国家重点实验室,北京 102206【正文语种】中文【中图分类】TM614风电作为当前世界范围内发展最快的可再生能源发电形式,在具有清洁、可再生等优点的同时,其输出功率的不确定性给大规模风电并网的电力系统优化调度提出了新的挑战[1]。
与风电装机容量快速增长并以能源基地形式并网相匹配的是特高压交直流的快速发展,清洁能源大容量外送将成为电网运行常态[2]。
由于风电强烈的随机性和不可控性,规划设计中一般采取火电平抑风电随机性的配套打捆外送方式[3]。
当前实际运行中,配套火电和直流运行通常只通过粗略留取系统备用的方式支持风电消纳,尚未完全实现配套火电平抑风电波动性的初始设计[4]。
研究风火打捆直流外送的机组组合问题,主要涉及两个方面:①如何提高风电出力预测的精确度,以便更合理地利用风电预测信息;②构建机组组合模型,协调风电出力和系统运行成本之间的关系。
特高压直流故障对近区风机脱网的影响分析
特高压直流故障对近区风机脱网的影响分析郝捷;刘鹏飞;张健【摘要】以山西电网为例,主要针对雁淮直流投产后近区风电机组因调节电压能力不足以及风电机组耐高压性能不满足电网正常运行要求而造成的风机脱网进行仿真分析,利用电力系统分析综合程序搭建山西电网实际仿真模型,分析了雁淮直流发生故障对近区风机的影响,并从各种不同的直流故障及风机同时率两个因素仿真计算了风机脱网的趋势.结果表明,雁淮直流近区风机需要提升风机耐压能力并加装动态无功补偿装置来降低脱网风险.【期刊名称】《山西电力》【年(卷),期】2019(000)003【总页数】3页(P56-58)【关键词】雁淮直流;风机;耐压能力;脱网【作者】郝捷;刘鹏飞;张健【作者单位】国网山西省电力公司电力科学研究院,山西太原030001;国网山西介休供电公司,山西介休032000;国网山西阳泉供电公司,山西阳泉045000【正文语种】中文【中图分类】TM721.10 引言近年来,随着雁淮特高压直流线路的投运,山西已形成特高压交直流混联的送端电网。
而有着丰富风光资源的山西电网在直流近区配备了大规模的风电,实现了以风电、火电打捆经特高压直流跨区外送的送电方式 [1-2]。
由于直流故障会导致近区风机大规模脱网的风险,给山西电网的安全稳定运行带来隐患。
因此,急需对风机脱网问题进行研究 [3]。
1 雁淮直流近区风机现状山西电网从北到南已形成覆盖全省的500 kV为主干的电力网络。
按照220 kV供电分片划分,山西省电网分为大同、忻朔、中部、南部4大供电区域。
雁淮直流接入忻朔电网的雁门关换流站,当前近区风机装机容量达到3 000 MW以上,约占全省风电装机总容量的30%。
在近区存在大量风电机组的运行方式下,特高压交直流混联电网与风机的耦合特性逐渐增强 [4],直流故障会导致电网无功波动、风机脱网等问题,此类问题会威胁山西电网安全稳定运行[5-6]。
本文利用中国电力科学研究院电力系统分析综合程序 PSASP(power system analysis software package)搭建山西电网实际仿真模型,仿真分析雁淮直流发生故障对近区风机的影响,雁淮直流近区网架结构如图1所示 [7-8]。
火力发电厂直流系统绝缘异常原因分析及处理策略
火力发电厂直流系统绝缘异常原因分析及处理策略火力发电厂直流系统的绝缘异常是指在直流系统中出现了电气绝缘故障或异常现象。
该问题的出现可能会导致设备损坏,甚至造成事故。
对于直流系统的绝缘异常问题需要及时发现和处理,以确保电力系统的安全运行。
绝缘异常的原因主要有以下几点:1. 设备老化:随着设备的使用时间延长,绝缘材料往往会老化,导致绝缘能力下降,容易出现绝缘故障。
2. 设备维护不当:对于直流系统的设备,定期维护和检修非常重要。
如果维护不当,比如没有及时更换老化的绝缘件,或者没有对设备进行必要的保养和维修,都会导致绝缘异常问题的发生。
3. 外部环境因素影响:比如环境温度过高或过低、湿度大等环境因素都会对绝缘材料产生不利影响,使其绝缘能力下降。
4. 操作失误:不正确的操作或不按照规定操作,比如过电流、过压等,都可能导致绝缘异常问题的发生。
针对绝缘异常问题的处理策略如下:1. 定期检测与维护:对于直流系统中的绝缘材料,应定期进行绝缘测试,检测绝缘电阻和泄漏电流等参数,及时发现绝缘异常问题。
要做好设备的日常维护工作,及时更换老化的绝缘件,确保设备的正常运行。
2. 引入保护装置:可以安装绝缘监测装置,通过实时监测绝缘电阻和泄漏电流等参数,及时发现绝缘异常问题,并采取保护措施,避免事故发生。
3. 培训操作人员:对于直流系统的操作人员,要进行专业培训,学习正确的操作方法和应急处理措施,确保操作规范,减少操作失误所引起的绝缘异常问题。
4. 提高绝缘能力:选择合适的绝缘材料和绝缘结构,提高设备的绝缘能力,能有效减少绝缘异常问题的发生。
火力发电厂直流系统的绝缘异常问题可能由多种原因引起,但通过定期检测与维护、引入保护装置、培训操作人员和提高绝缘能力等策略,可以有效减少绝缘异常问题的发生,确保直流系统的安全运行。
论述大规模风电机组脱网原因分析及对策
论述大规模风电机组脱网原因分析及对策发表时间:2018-03-13T10:25:59.620Z 来源:《电力设备》2017年第30期作者:李怀森袁媛[导读] 摘要:在当前,我国的风电产业呈现迅猛发展的趋势,大规模的风电机组并入电网发电,为我们带来了清洁无污染的绿色能源。
(中广核新能源投资(深圳)有限公司江苏分公司江苏南京 210000)摘要:在当前,我国的风电产业呈现迅猛发展的趋势,大规模的风电机组并入电网发电,为我们带来了清洁无污染的绿色能源。
但是由于风电机组在运行过程中经常会出现风机脱网等故障,这会对电网系统的稳定和安全性造成十分严重的影响。
关键词:大规模;风电机组;脱网原因;对策风力发电作为新型的、清洁的、可再生的发电模式,符合可持续发展的要求。
风力发电占我国的发电比重也在逐步增高,在未来的发电模式中具有极大的应用前景,毕竟成为我国的战略举措。
然而,在对风力发电的建设和运用过程中,出现了大量问题,有些甚至是致命的。
风力发电的质量,数量都不够理想。
使得运营成本过高,偏离了最初节能环保的初衷。
也使得周边用户用电不稳,风力发电的优势难以凸显。
一、风力发电应用现状现今,随着人类社会的不断发展,生存环境越来越受到破坏,能源也面临着日益枯竭的危险,发展新能源志在必行。
新能源主要包括风能、太阳能、水能、生物能、地热能和辐射能六大基本形式。
其中,风能作为新能源的典型代表,所产生的能量远远超过水能,已经得到政府极大的重视并推广,尤其是我国西北地区地势开阔,对于风力发电是很好的平台,据估计,我国所能开发的风能远远超过10亿kW。
风能是辐射能的一种,风力发电虽然解决了能源紧缺的燃眉之急,但由于市场上良莠不齐的风电企业,逐渐形成恶性竞争,使得接近1/3的风电机组处于闲置状态,或者空转状态即发电虽然能够正常发电,但却不能及时输送电能,导致大量浪费。
为了风力发电能够高效率服务于人们,必须加强市场监管力度,优化产业。
二、大规模风电机组脱网原因2.1回线故障某110kV风电场出现回线故障跳闸,当重合线路后周边四个风力发电厂出现大规模脱网故障。
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ABSTRACT: As long as emergence and continual commission of wind-thermal-bundled HVDC transmission system, in order to ensure security and stability, it is necessary to carry out further study on reactive power/voltage interaction among wind turbine generators (WTGs), thermal generators (TGs) and HVDCs. Firstly, the mechanism and corresponding countermeasures of WTG overvoltage tripping caused by HVDC blocking contingencies are analyzed. Then, the mechanism and corresponding countermeasures of WTG overvoltage tripping caused by HVDC commutation failure are analyzed. Finally, mutual restriction between WTG and HVDC and support of TG are discussed. The results are verified with the planned Northwest China wind-thermal-bundled HVDC transmission case system. The results show that the cause of WTG overvoltage tripping are reactive power surplus of HVDC converter filters and voltage effect of wind farm reactive power compensation, and coordinated control should be applied on WTGs, TGs and HVDCs. The study provides basis and reference for theoretical research and practical engineering on stability of wind-thermal-bundled HVDC transmission system.
对于风火打捆直流外送系统,由于送端换流站 和风电汇集站一般电气距离较近,直流双极闭锁故 障引起的暂态电压升高容易传递至近区风电场,存 在大量风电机组高压脱网的风险。
直流发生双极闭锁故障后,送端换流站的无功 盈余即为稳态情况下换流站消耗的无功。根据电压 上升幅度与无功盈余、系统短路容量的关系[17],直
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电网技术
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流发生双极闭锁故障后送端换流站暂态电压升高为
DUr =Qdr /( Sr -Qfr )
(1)
式中: DUr 为送端换流站暂态电压升高量; Qdr 为
稳态情况下直流送端换流站消耗的无功;Sr 为换流
站短路容量; Qfr 为换流站无功补偿(滤波器)容量。
由式(1)可见,直流送端换流站稳态消耗无功越
第 39 卷 第 12 期 2015 年 12 月
文章编号:1000-3673(2015)12-3333-06
电网技术 Power System Technology
中图分类号:TM 71 文献标志码:A
Vol. 39 No. 12 Dec. 2015
学科代码:470·40
风火打捆直流外送系统直流故障引发 风机脱网的问题研究
基金项目:国家电网公司科技项目(XT71-15-050,XT71-15-007)。
无功补偿电压效应是引起风机高压脱网的原因,需要对风 电、火电、直流进行协调控制。研究结果可以为风火打捆直 流外送系统稳定性的理论研究和工程实际提供参考依据。
关键词:风火打捆直流外送系统;直流闭锁故障;直流换相 失败;风机高压脱网;机制分析;应对措施
即为电压效应引起的无功补偿增量。直流发生双极
闭锁故障后的风电机端暂态电压升高为
DUw =[(1+DUr ( Xwr ))2 -1]Qw /Sw
(2)
式中: DUw 为风电机端暂态电压升高; Qw 为风电
场无功补偿(电容器)容量; Sw 为风电场短路容量。
由式(2)可见,风电场距离送端换流站越近、无
功补偿容量越大、短路容量越小,直流双极闭锁故
直流系统模型采用基于 ABB 实际控制系统的 准稳态模型,对应于 PSD 暂态稳定程序中的 DA 模 型[15]。DA 模型总体结构见图 2,其中参数含义详 见文献[16]。
DA 模型控制系统主要包括主控、极控、触发 控制 3 个层次。极控主要包括电流控制、电压控制、
图 3 GE 模型总体结构 Fig. 3 Main structure of GE model
U control
P
UW IP Eq¢¢
PE
PG QG
图 1 酒湖直流风火打捆外送系统结构 Fig. 1 Structure of Jiuquan-Hunan HVDC
wind-thermal-bundled system
酒湖直流起点为甘肃酒泉换流站,终点为湖南湘 潭换流站,额定电压±800 kV,额定功率 8 000 MW。 酒泉换流站通过 3 回 750 kV 线路接入系统,配套 火电装机容量暂定为 3 960 MW(6×660 MW)。敦煌、 桥湾风电通过 330 kV 送出线路汇集到敦煌、桥湾 750 kV 站上网,算例中敦煌风电上网功率约1 800 MW, 桥湾风电上网功率约 4 000 MW。 1.2 直流系统模型
多、换流站短路容量越小,直流双极闭锁故障后换
流站暂态电压升高越多。
直流发生双极闭锁故障后,传递至近区风电场
的暂态电压升高和其与送端换流站之间的等值阻 抗成反比,可用函数 DUr ( Xwr ) 表示( Xwr 为风电场 与送端换流站之间的等值阻抗)。由于风电场无功补
偿装置大多数采用固定电容器,风电场的无功盈余
KEY WORDS: wind-thermal-bundled HVDC transmission system; HVDC blocking contingency; HVDC commutation failure; WTG overvoltage tripping; mechanism analysis; corresponding measures
TU Jingzhe, ZHANG Jian, LIU Mingsong, YI Jun, HE Qing, LUO Xuzhi, MA Shicong, BU Guangquan
(China Electric Power Research Institute, Haidian District, Beijing 100192, China)
1 风火打捆直流外送系统及模型
1.1 风火打捆直流外送系统 酒湖直流送端系统是典型的风火打捆直流外
送系统,酒湖直流将近区敦煌、桥湾并网风电与自 身配套火电捆绑输送到受端湖南电网[2]。本文研究 采用规划的酒湖直流风火打捆外送系统作为仿真 算例,系统结构见图 1。
a Uac
I margin
Pref
Io
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屠竞哲等:风火打捆直流外送系统直流故障引发风机脱网的问题研究
Vol. 39 No. 12
的安全稳定运行,需要对风电、火电、直流在无功 电压方面的相互影响和作用机制开展深入研究。
本文将对风火打捆直流外送系统中直流故障 引发大规模风机脱网问题进行研究,首先分析直流 闭锁故障引发风机高压脱网的机制及应对措施,然 后分析直流换相失败引发风机高压脱网的机制及 应对措施,最后探讨风电与直流之间的相互制约关 系及火电对风电与直流的支撑作用,采用规划的西 北风火打捆直流外送系统算例进行验证。
近几年,我国西北和华北风电基地发生了多起 大规模风电机组脱网事故[5-7],随着风电装机和并网 容量的不断增加,大规模风机连锁脱网将对系统安 全稳定运行造成严重威胁。目前,对于风火打捆外 送系统稳定性的研究主要集中在功角稳定性[8-9]、切 机控制措施[10-11]、仿真建模[12]等方面,对于风机脱 网的分析也主要关注由交流短路故障引起的事故 发展过程[4-6, 13-14]。仿真计算发现,除常规的交流短 路故障外,直流系统发生闭锁故障或换相失败也可 能导致近区大规模风机高压脱网。因此,随着风火 打捆直流外送系统的出现及不断投运,为保证系统
+
-+
Id Ud
图 2 DA 模型总体结构 Fig. 2 Main structure of DA model
g控制、最小a控制、g0 控制等控制器。各个控制器 具有独立的 PI 调节器,并采用依次限幅的配合方式 保证输出值的平滑。 1.3 风电机组模型
风电机组模型采用 GE 双馈风机和直驱风机模 型,对应于 PSD 暂态稳定程序中的 GE 模型[15]。GE 模型总体结构见图 3,其中参数含义详见文献[15]。
屠竞哲,张健,刘明松,易俊,贺庆,罗煦之,马士聪,卜广全