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风电并网对电网影响浅析

2012-05-15 16:52
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  风电场风速条件变化也将引起风电场及其附近的电压波动。比如当风场平均风速加大,输入系统的有功功率增加,风电场母线电压开始有所降低,然后升高。这是因为当风场输入功率较小时,输入有功功率引起的电压升数值小,而吸收无功功率引起的电压降大;当风场输入功率增大时,输入有功引起的电压升数值增加较大,而吸收无功功率引起的电压降增加较小。如果考虑机端电容补偿,则风电场的电压增加。特别的,当风电场与系统间等值阻抗较大时,由于风速变动引起的电压波动现象更为明显。研究发现,使用电力电子转换装置的风力发电机,能够减少电压波动,比如并网时风电场机端若能提供瞬时无功,则启动电流也大大减小,对地方电网的冲击将大大减轻。值得一提的是,如果采用异步发电机作为风力发电机,除非采取必要的预防措施,如动态无功补偿、加固网络或者采用HVDC连接,否则当网络中某处发生三相接地故障时,将有可能导致全网的电压崩溃。

  3.4无功控制、有功调度

  大型风电场的风力发电机几乎都是异步发电机,在其并网运行时需从电力系统中吸收大量无功功率,增加电网的无功负担,有可能导致小型电网的电压失稳。因此风力发电机端往往配备有电容器组,进行无功补偿,从而提高电网运行质量及降低成本。双馈型变速恒频风力发电机对这一系列问题有很好地解决作用,由于添加了控制环节,它具有了以下优良特性:

  1)可以实现对无功功率的控制--双馈发电机在实现电压控制的同时还可以从电网中吸收无功功率或是为电网提供无功补偿。

  2)可以通过对转子励磁电流的独立控制实现了有功和无功功率的解耦控制。具体原理是,双馈发电机在转子侧的变频器通过转子电流d轴分量实现对转子转速和力矩的控制,无功和励磁则是通过转子电流的q轴分量来控制的。同时,电网侧的变频器也以类似的方式工作,d轴分量通过直流电压媒介电路控制有功功率,实现转子侧与电网侧变频器之间的有功交换。

  3、结语

  随着风电的高速发展,对风电并网的研究会越来越重要。影响风电并网的技术障碍包括缺少风电场规划、风力发电机和风电场模型的模拟软件、风电场输出预测等。

  建议通过硬件建设,改进电网负荷平衡能力;通过软件建设,提高电网的调度能力和水平;制订严格的风电入网标准,促进风机制造技术的进步;提高风电短期预测技术能力和水平。

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