风电机组选型

中国风资源分布图
风电机组选型
1.1 中国风电情况介绍
2007.07底的统计数据,中国境内风电机组总装厂商: 87
➢ 国有企业
28
➢ 私企民营
19
➢ 中外合资企业 21
➢ 外资企业
9
目前中国市场主流风电机组种类
➢ 变速风电机组：双 馈 电 机， 桨距控制。
永磁同步发电机，桨距控制。
➢ 恒速风电机组：普通鼠笼式异步发电机 失速控制。
风电机组的低电压穿越能力
是目前风电接入稳定问题中需迫切解决的问题
什么是风电机组的低电压穿越(LVRT)能力？ 电网故障引起电压跌落，在电网发生故障时及故障后，风
电机组保持不间断并网运行的能力通常称为低电压穿越能力。 LVRT:Low Voltage Ride Through 也有故障穿越(FRT)的提法 FRT:Fault Ride Through
▪ 英国和爱尔兰并网导则中要求电网故 障期间风电场提风供电机组最选型大的无功电流。
吉林电网大范围风电机组切机情 况介绍
▪ 时间: 2008.04.09 早晨 ▪ 天气情况: 刮风，下小雨。 ▪ 故障位置: 白城至开发变66kV线路(19km) ，距离
白城变2.4km。 ▪ 故障类型: 2相短路 (B-C) 发生时间 05:07:54 ▪ 保护动作情况: 线路距离保护与过流保护动作
风电机组选型
风电机组低电压穿越(LVRT)要求 示意图
并网点电压(pu)
1.2 1.1 1.0 0.9 0.8 0.7 0.6 0.5 0.4 0.3 0.2 0.1 0.0
-1.00
电网故障
要求风电机组不间断并网运行
风电机组可以从电网切除
0.00 0.625 1.00
2.00
3.00
4.00
时间(s)
当并网点电压在图中电压轮廓线以上时，风电机组必须保证不间断并网运行； 当并网点电压在图中电压轮廓线以下时，风电机组允许从电网切出。
风电机组选型
各国并网导则中低电压穿越的要 求
风电机组选型
各国并网导则中的低电压穿越要 求
有功功率
▪ 英国并网导则要求在电网电压恢复 0.5s内有功功率恢复至额定输出功率 的90%；
风电机组选型
风电机组选型
一、选型应该考虑的主要问题
▪ 1、风电场的地理位置 ▪ 2、风资源的评估 ▪ 3、风电机组微观选址 ▪ 4、风电接入电网匹配 ▪ 5、项目前期接入电网的规划
风电机组选型
1、风电场的地理位置
▪ 处于电网的那条支线上 ▪ 是否为电力负荷中心 ▪ 安装运输是否方便？
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▪ 德国E.ON Netz公司并网导则要求电 网电压恢复5s内达到额定输出功率
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各国并网导则中的低电压
无功功率
穿越要求
▪ 德国E.ON Netz公司并网导则要求电网 故障发生20ms内，对每1%的电压跌落 对应提供2%的额定无功电流。需要时 应能提供100%额定电流的无功功率；
▪ 西班牙并网导则要求电网跌落100ms内 风电场停止从电网吸收无功且在电网 恢复150ms内向电网注入无功功率；
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风电接入对电网电压影响 (案例 2)
大规模风电接入甘肃电网对电压的影响
至哈密 安西
玉门风电1260MW
酒泉
279
甘肃电网750规划网架结构
安西风电2100MW
372
金昌
194
至西宁
永登
至白银
2007年项目研究：3360MW风电接入甘肃电网情况
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3.2 电网与风电运行的稳定问题
风电机组选型
主要机组的类型
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不同机型对电网的影响
▪ 当前：对风电及其接入电网的认知 ➢ 风电场可以控制风电机组-可控性 风电场综合控制系统 ➢ 对电网稳定性影响降低 风电机组必须可以在一定程度上实现有功、无功控 制 低电压穿越能力控制保证电网的规定要求 ➢ 电能质量： 谐波可能存在问题，需要实际测试。 ➢ 风电机组的功率特性及动态响应。
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风电接入对电网电压影响 (案例 1)
基于普通异步电机的恒速风电机组不具有无功调节 能力；由于正常运行中或系统故障时风电机组的发 电机及风电场各级升压变吸收大量无功功率导致稳 定水平降低。
基于双馈感应电机的变速风电机组具有无功调节能 力，能够根据电网情况依靠电力电子变流器的控制 发出或吸收无功，实现对电压的控制。
1. 1 中国风电情况介绍
▪ 中国的风资源及风电发展
➢ 风资源 • 东北地区，西北地区，华北地区及 东南沿海风资源较丰富。
➢ 风电发展规划 • 2010年风电发展目标提前实现， 2020年目标会调整。
➢ 电网情况 • 风资源丰富的“三北地区”电网相 对薄弱，风电远离负荷中心。 • 沿海风电场受土地资源的限制。
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3、风电机组微观选址
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机组的微观选址图
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风电机组选型
风电机组选型
风电机组选型
4、风电接入电网的匹配
基于DFIG的变速风电机组的故障后功率摇摆特性好于同 步发电机。
变速风电机组与电网存在柔性耦合，其暂态稳定性好于 同步机组。
风电接入对系统其他同步电源功角稳定的影响需结合实 际电网进行研究。
风电机组选型
风电机组的主流及发展趋势
▪ 水平轴风电机组技术成为主流 ▪ 风力发电机组单机容量越来越增大 ▪ 变桨矩功率调节方式迅速发展 ▪ 变速恒频技术快速应用 ▪ 无齿轮箱系统的市场份额迅速扩大 ▪ 全功率变流型机组异军突起 ▪ 双馈型和永磁型机组将平分天下
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2、风资源的分析
根据风功率密度确定机组安装点
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根据高度和年平均风速选择 机组的类型和型号
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各机组功率曲线
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各机组净发电对比
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机组上网电量值
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发电量对比
Suzlon-1250次之，金风最低
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不同机型综合经济指标对比
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经连选经济指标的优越机组
1.5兆瓦机型发电量高，在投资相同的基础上尽量选 叶轮直径大的机组。
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▪ 80ms后三相切除
▪
05:07:55重合成功
▪
80-110ms 后 洮南大
通风电场内所有机组跳闸
▪
Fra Baidu bibliotek120-150ms 后 富裕风
电场所有风机跳闸
▪
同发龙
源、华能场内所有风电机组跳闸
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故障前
Wulan 25MW
TaoBei（49.3MW）
Fuyu
Changshan