浅谈大规模风电接入对电网的影响
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一
皇王研霾一 －
式有 利 于 风 电就 地 消纳 ，对地 区 电网 安全 稳定运 行起 到一定得 积极 作用 。 ３ ． ３ ． ２ 稳定性 风 资 源 最 大 的特 点 就 是 风 速 的 大 小 和方 向的 随机 性 ，风 速 的 大小 受 到 高度 、 障碍 物 、地 形 、地貌 等 影 响 。风 功 率密 度 不但 与 风速 大 小 有关 ，而 且和 空 气密 度 有 关 ， 同 时 由 于 风 电机 组 在 野 外 运 行 ， 因 此 受到气 温、 雨雪等气 象条件 的影响 。 ４ ． 大 规模风 电并 网指导 性原则 ４ ． １风 电场 有功 功率控 制 风 电 场 具 有 功 功 率 调 节 能 力 ， 并 能 根据 电网调 度 部 门指 令 控 制其 有 功功 率 输 出 。为 了实 现 对 风 电场 有 功功 率 的控 制 ， 风 电场 需安 装 有 功功 率控 制 系 统 ，能 够 接 收并 自动执 行 调 度部 门远 方发 送 的有 功 出 力 控 制 信号 ，确保 风 电场 最 大 输 出功 率 及 功 率 变 化 率 不 超 过 电 网 调 度 部 门的 给 定 值 。有 功功 率变 化 包 括 ｉ ｍ ｉ ｎ 有 功 功率 变 化 和ｌ Ｏ ｍ ｉ ｎ 有 功功 率变 化 ，风 电场 有功 功率 变 化 限值 的推 荐值 可参照 表 ｌ 。 ４ ． ２ 风 电场 无功功 率控制 风 电场 的无 功 电源包 括 风 电机 组 及风 电场无 功 补 偿装 置 。风 电场 首 先 充分 利用 风 电机 组的 无 功 容量 及 其调 节 能 力 ，仅靠 风 电机 组 的无 功容 量 不 能满 足 系 统 电压 调 节 需要 的 ，应在 风 电场集 中加装 适 当 容量 的 无 功补 偿 装置 ，无 功补 偿 装 置应 具 有 自 动 电压调节 能力 。 风 电场 的 无 功 容 量 应 按 照 分 （ 电压 ） 层 和分 区域 基本 平 衡 的原 则 进 行配 置 和运 行 ， 并应 具 有 一定 的 检修 备 用 。对 于 直接 接 入 公共 电网 的风 电场 ，其 配置 的容 性无 功 容量 除 能 够补 偿 并 网 点 以下风 电场 汇集 系 统及 主 变 压器 的感 性无 功 损耗 外 ，还要 能 够 补 偿 风 电 场 满 发 时 送 出线 路 一 半 的 （ 上 接第 ６ ５ 页） 似 ，反 转限 位 后ｓ ２ 动 作 ，Ｒ １ 作为直 流负 载 。 ２ ． ３调 谐流程 根 据 运 行 图使 用 频率 ，先用 人 工 的方
感性 无 功 损耗 ，其 配置 的感性 无 功 容量 能 够 补 偿 风 电场 送 出 线路 一 半 的充 电无 功 功
率。
４ ． ３风 电场低 电压穿越 图２ 为风 电场 的低 电压 穿越要求 。 规 定风 电场低 电压穿越 要求为 ： （ １ ） 风 电场 内的风 电机组 具有 在并 网点 电压 跌至２ ０ ％ 额 定 电压时 能够 保持 并网运 行 ６ ２ ５ ｍ ｓ 的低 电压穿越 能力 ； （ ２ ） 风 电场并 网点 电压在 发生跌 落后 ３ ｓ 内能够 恢 复到额 定 电压 的９ ０ ％ 时 ，风 电场 内 的风 电机 组能够 保证 不脱 网连续运 行 。 对 故 障期 间没 有切 出电 网的 风 电场 ， 其 有 功 功 率在 故 障切 除 后快 速 恢 复 ， 以至 少１ ０ ％ 额 定功 率／ 秒 的功 率变 化 率 恢 复至 故 障 前 的值 。 ４ ． ４ 风 电场 电能 质 量
４ ． ４ ． １ 电压 偏 差
风 电场接 入 电力系 统后 ，并 网 点的 电 压 正、负偏 差的绝对 值之和不超 过额定 电压 的１ ０ ％ ，一般应 为额 定电压 的一 ３ ％ ～ ＋７ ％ 。限 值 也 可 由 电网 调度 部 门和风 电场 开发 运 营 企 业 根据 电网 特 点 、风 电场 位 置及 规 模 等 共 同确定 。 ４ ． ４ ． ２ 电压 变 动 风 电场 在 并 网点 引起 的 电压 变 动ｄ （ ％ ） 应 当满足表 ２ 的要 求 。 ｄ 表示 电压变动 ，为 电压方 均根 值 曲线 上 相 邻两 个 极 值 电压 之 差 ， 以系统 标 称 电 压 的百 分数表 示 ；ｒ 表 示 电压变 动频 度 ，指 单位 时 间 内电压变 动 的次数 （ 电压 由大到 小 或 由小 到大各 算 一次 变动） 。不 同方 向 的若 干 次变 动 ，若 间隔 时 间小 于３ ０ ｍ ｓ ，则 算 一 次变 动 。 ４ ． ４ ． ３闪变 风 电场 所 接入 的公共 连 接 点 的 闪变 干 指 示 灯Ｄ ｓ １ 和Ｄ Ｓ ２ ，确 认 是 由哪 一路 马 达不 到 位 引起 ，然后 手 动 转动 该 路 的调 谐 电位 器旋 钮 ， 使△ Ｖ 减 小 ，Ｏ Ｐ ５ １ ２ 输 出 电压减 小 到Ｋ １ 释放 电压后 ，调谐 灯 自然就 会熄灭 。 维护 要 点 ：经 常清 洁 润 滑机 械 传动 装 置 ， 以减小 传动 阻力 ，减 小马达 负载 。 改进 建议 ：马达 驱动放 大板Ｄ Ｍ Ｐ Ｏ Ｉ ￣１ ３ 共１ ３ 块 ，安装在 控制机箱 内 ，当调 谐驱动系 统 出现 故障时 ，为 了快速判 断是哪 一路马达 故障 ，必须从马 达驱动板 间隙 中观 察Ｄ Ｓ Ｉ （ 或 Ｄ Ｓ ２ ） 指示 状态 。不利于 故障快速定位 ，对安 全播 出极 为不利 。为 了快速 判断调谐 驱动系 统故 障，将 １ ３ 块驱 动板上 的指示灯Ｄ Ｓ Ｉ 和Ｄ Ｓ ２ 并接 到发射机 的控 制面板上 ，这对 故障判断 能节省许 多时间 ，提高 效率。 ３ ． ２常见 故障二 现象 ：未到调 谐位置 ，提前 限位 。 分析 ：马达 机 械 限位 拨 片位 于 马达 装 置随 动 电位器转 轴 与马达 转轴 之 间，如 图４ 所示 。通 过前 面 的 分析 可 知 ，马 达转 到 行 程两 端时 会触 动Ｓ １ ／ Ｓ ２ ，切断 马达 电源 ，限 制 马达 行 程 。 因为经 常 使 用使 拨片 松 动 ， 导 致 跳 过 拨 片 卡 子 ，从 而 使 马 达 行 程 变 短 ，提 前 限位 无法 到达调谐 位置 。 解 决 方法 ：松 开 限位 拨片 紧 固 螺丝 ， 调整 拨 片 间距 ，既 不能 过 松又 不 能过 紧 ， 过紧 容易造 成阻力过 大 ，也会提 前限位 。 维护 要 点 ：要 经常 注 意调 整 限位 拨 片 间距 ，经 常紧 固固 定螺 丝 ， 防止 使用 中意 外松 动 。
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式有 利 于 风 电就 地 消纳 ，对地 区 电网 安全 稳定运 行起 到一定得 积极 作用 。 ３ ． ３ ． ２ 稳定性 风 资 源 最 大 的特 点 就 是 风 速 的 大 小 和方 向的 随机 性 ，风 速 的 大小 受 到 高度 、 障碍 物 、地 形 、地貌 等 影 响 。风 功 率密 度 不但 与 风速 大 小 有关 ，而 且和 空 气密 度 有 关 ， 同 时 由 于 风 电机 组 在 野 外 运 行 ， 因 此 受到气 温、 雨雪等气 象条件 的影响 。 ４ ． 大 规模风 电并 网指导 性原则 ４ ． １风 电场 有功 功率控 制 风 电 场 具 有 功 功 率 调 节 能 力 ， 并 能 根据 电网调 度 部 门指 令 控 制其 有 功功 率 输 出 。为 了实 现 对 风 电场 有 功功 率 的控 制 ， 风 电场 需安 装 有 功功 率控 制 系 统 ，能 够 接 收并 自动执 行 调 度部 门远 方发 送 的有 功 出 力 控 制 信号 ，确保 风 电场 最 大 输 出功 率 及 功 率 变 化 率 不 超 过 电 网 调 度 部 门的 给 定 值 。有 功功 率变 化 包 括 ｉ ｍ ｉ ｎ 有 功 功率 变 化 和ｌ Ｏ ｍ ｉ ｎ 有 功功 率变 化 ，风 电场 有功 功率 变 化 限值 的推 荐值 可参照 表 ｌ 。 ４ ． ２ 风 电场 无功功 率控制 风 电场 的无 功 电源包 括 风 电机 组 及风 电场无 功 补 偿装 置 。风 电场 首 先 充分 利用 风 电机 组的 无 功 容量 及 其调 节 能 力 ，仅靠 风 电机 组 的无 功容 量 不 能满 足 系 统 电压 调 节 需要 的 ，应在 风 电场集 中加装 适 当 容量 的 无 功补 偿 装置 ，无 功补 偿 装 置应 具 有 自 动 电压调节 能力 。 风 电场 的 无 功 容 量 应 按 照 分 （ 电压 ） 层 和分 区域 基本 平 衡 的原 则 进 行配 置 和运 行 ， 并应 具 有 一定 的 检修 备 用 。对 于 直接 接 入 公共 电网 的风 电场 ，其 配置 的容 性无 功 容量 除 能 够补 偿 并 网 点 以下风 电场 汇集 系 统及 主 变 压器 的感 性无 功 损耗 外 ，还要 能 够 补 偿 风 电 场 满 发 时 送 出线 路 一 半 的 （ 上 接第 ６ ５ 页） 似 ，反 转限 位 后ｓ ２ 动 作 ，Ｒ １ 作为直 流负 载 。 ２ ． ３调 谐流程 根 据 运 行 图使 用 频率 ，先用 人 工 的方
感性 无 功 损耗 ，其 配置 的感性 无 功 容量 能 够 补 偿 风 电场 送 出 线路 一 半 的充 电无 功 功
率。
４ ． ３风 电场低 电压穿越 图２ 为风 电场 的低 电压 穿越要求 。 规 定风 电场低 电压穿越 要求为 ： （ １ ） 风 电场 内的风 电机组 具有 在并 网点 电压 跌至２ ０ ％ 额 定 电压时 能够 保持 并网运 行 ６ ２ ５ ｍ ｓ 的低 电压穿越 能力 ； （ ２ ） 风 电场并 网点 电压在 发生跌 落后 ３ ｓ 内能够 恢 复到额 定 电压 的９ ０ ％ 时 ，风 电场 内 的风 电机 组能够 保证 不脱 网连续运 行 。 对 故 障期 间没 有切 出电 网的 风 电场 ， 其 有 功 功 率在 故 障切 除 后快 速 恢 复 ， 以至 少１ ０ ％ 额 定功 率／ 秒 的功 率变 化 率 恢 复至 故 障 前 的值 。 ４ ． ４ 风 电场 电能 质 量
４ ． ４ ． １ 电压 偏 差
风 电场接 入 电力系 统后 ，并 网 点的 电 压 正、负偏 差的绝对 值之和不超 过额定 电压 的１ ０ ％ ，一般应 为额 定电压 的一 ３ ％ ～ ＋７ ％ 。限 值 也 可 由 电网 调度 部 门和风 电场 开发 运 营 企 业 根据 电网 特 点 、风 电场 位 置及 规 模 等 共 同确定 。 ４ ． ４ ． ２ 电压 变 动 风 电场 在 并 网点 引起 的 电压 变 动ｄ （ ％ ） 应 当满足表 ２ 的要 求 。 ｄ 表示 电压变动 ，为 电压方 均根 值 曲线 上 相 邻两 个 极 值 电压 之 差 ， 以系统 标 称 电 压 的百 分数表 示 ；ｒ 表 示 电压变 动频 度 ，指 单位 时 间 内电压变 动 的次数 （ 电压 由大到 小 或 由小 到大各 算 一次 变动） 。不 同方 向 的若 干 次变 动 ，若 间隔 时 间小 于３ ０ ｍ ｓ ，则 算 一 次变 动 。 ４ ． ４ ． ３闪变 风 电场 所 接入 的公共 连 接 点 的 闪变 干 指 示 灯Ｄ ｓ １ 和Ｄ Ｓ ２ ，确 认 是 由哪 一路 马 达不 到 位 引起 ，然后 手 动 转动 该 路 的调 谐 电位 器旋 钮 ， 使△ Ｖ 减 小 ，Ｏ Ｐ ５ １ ２ 输 出 电压减 小 到Ｋ １ 释放 电压后 ，调谐 灯 自然就 会熄灭 。 维护 要 点 ：经 常清 洁 润 滑机 械 传动 装 置 ， 以减小 传动 阻力 ，减 小马达 负载 。 改进 建议 ：马达 驱动放 大板Ｄ Ｍ Ｐ Ｏ Ｉ ￣１ ３ 共１ ３ 块 ，安装在 控制机箱 内 ，当调 谐驱动系 统 出现 故障时 ，为 了快速判 断是哪 一路马达 故障 ，必须从马 达驱动板 间隙 中观 察Ｄ Ｓ Ｉ （ 或 Ｄ Ｓ ２ ） 指示 状态 。不利于 故障快速定位 ，对安 全播 出极 为不利 。为 了快速 判断调谐 驱动系 统故 障，将 １ ３ 块驱 动板上 的指示灯Ｄ Ｓ Ｉ 和Ｄ Ｓ ２ 并接 到发射机 的控 制面板上 ，这对 故障判断 能节省许 多时间 ，提高 效率。 ３ ． ２常见 故障二 现象 ：未到调 谐位置 ，提前 限位 。 分析 ：马达 机 械 限位 拨 片位 于 马达 装 置随 动 电位器转 轴 与马达 转轴 之 间，如 图４ 所示 。通 过前 面 的 分析 可 知 ，马 达转 到 行 程两 端时 会触 动Ｓ １ ／ Ｓ ２ ，切断 马达 电源 ，限 制 马达 行 程 。 因为经 常 使 用使 拨片 松 动 ， 导 致 跳 过 拨 片 卡 子 ，从 而 使 马 达 行 程 变 短 ，提 前 限位 无法 到达调谐 位置 。 解 决 方法 ：松 开 限位 拨片 紧 固 螺丝 ， 调整 拨 片 间距 ，既 不能 过 松又 不 能过 紧 ， 过紧 容易造 成阻力过 大 ，也会提 前限位 。 维护 要 点 ：要 经常 注 意调 整 限位 拨 片 间距 ，经 常紧 固固 定螺 丝 ， 防止 使用 中意 外松 动 。