大型并网风电场储能容量优化方案

为减少大型并网风电场输出功率不稳定给系统频率造成的较大影响,在Matlab平台中仿真了风电机组输出功率随风速变化的规律,以风电机组输出功率特性函数和风电场风速概率分布函数为基础,提出了一种计算大型风电系统长时间稳定输出所需储能容量的方法,并用实际风电场数据验证了该方法的有效性,以期为风电场设计提供决策参考。

并网风电场改善系统阻尼的仿真

提出一种基于双馈变速风电机组的系统稳定控制技术,将双馈电机转差信号引入转子侧变频器控制模型。在系统发生功率振荡时,通过改变转子励磁电压的相角调节双馈变速风电机组输出与振荡相关的阻尼功率,达到使风电场能够改善系统阻尼的目的。在电力系统分析软件DIgSILENT/PowerFactory中建立风电场和实际电力系统等效模型,对双馈变速风电机组采用电力系统稳定器(PSS)前后的系统进行特征值分析和系统故障时域仿真。2种分析结果表明,引入PSS控制环节的基于双馈变速风电机组的并网风电场能够改善系统阻尼,对系统功率振荡具有很好的阻尼和抑制作用,加强了系统动态稳定性。

基于PSCAD_EMTDC的大型并网风电场建模与仿真

由几百台风机驱动鼠笼电机所组成的风电场将会给电网带来电能质量的问题。为了研究风电场对电网动态特性的影响,建立合适的风电场模型来描绘由许多单个风机组成的动态特性是一个重要课题。给出了恒速风电机构成的风电场的不同动态模型,包括不同的等值模型和无功补偿装置的模型。这些模型在PSCAD/EMTDC的软件中建立,并以南澳风电场接入汕头电网为实例,结合扰动和电网故障情况下的仿真研究来进行比较。

并网风电场次同步振荡抑制措施研究综述

次同步振荡威胁并网风电场安全稳定运行,抑制并网风电场次同步振荡是新能源并网稳定性研究中最受关注、最具有实际应用意义的重要问题之一。本文围绕柔性输电系统及其附加阻尼控制器、风机换流器控制回路上附加次同步阻尼控制器、次同步滤波器及其他措施等4类主要抑制措施,梳理和回顾了近十多年来国内外抑制并网风电场次同步振荡方面的研究成果。对上述4类抑制措施的研究成果进行了比较,并对阻尼控制器抑制次同步振荡的机理与设计步骤进行了详细说明。最后,对目前并网风电场次同步振荡抑制措施研究中还存在的问题进行了总结,并对接下来的研究方向进行了展望。

基于粒子群算法的并网风电场最大接入容量研究

大规模的风电接入对电力系统的安全运行有着较大影响,因此确立并网风电场的最大接入容量极有意义。文章首先建立风电场接入容量的约束条件,然后基于不定维度的粒子群算法,以总接入容量为目标函数,研究并网风电场的最大接入容量求解方法,最后利用IEEE30节点系统进行算例分析,结果证明文章的方法能够有效计算并网风电场的最大接入容量,在实际工程中为风电场接入电力系统的容量选取提供依据。

基于VSC-HVDC并网风电场的系统调频综合控制

针对采用柔性直流输电并网方式(VSC-HVDC)的风电场两侧交流系统解耦特性,无法采用传统控制方式调频问题,结合风电机组虚拟惯性控制和下垂控制,以及直流电容快速充放电原理,在VSC-HVDC的网侧变流器增加变直流电压控制环节,提出一种改变直流母线电压并以此作为风电机组调频信号的综合调频控制方式。当电网因功率不平衡而发生频率波动时,VSC-HVDC直流电压能随之改变,快速释放或者吸收直流电容中存储部分的电能,再将电压值作为调频信号传递给风电场,使风机释放或者吸收转子动能,对电网频率提供动态支撑。仿真结果验证了提出的综合调频控制的有效性。

用于振荡稳定性分析的并网风电场动态等效模型

风电接入引发的电力系统低频振荡、次同步振荡和超同步振荡事件在全球范围内均有发生,合理有效地对风电场进行等效建模,是研究风电场并网系统中此类"振荡稳定性"问题的基础。为此,该文研究了用于振荡稳定性分析的风电场动态等效模型。首先,推导了风电场线性化模型的相似变换,将N机风电场等效为N个单机并网构成的等效子系统。然后,结合等效子系统模型的数学表示形式,分析了可对风电场进行单机等值的理论依据和成立条件;并提出一种可用于振荡分析的风电场动态等效模型。最后,通过仿真算例,验证了所提动态等效模型的有效性。结果表明,该模型可有效反映原风电场的振荡特性,且计算量小、应用简单。

并网风电场下垂控制系数概率模型研究

随着风电并网容量的不断增加,风电场参与系统的频率控制是未来发展的必然趋势。了解和掌握并网风电场频率控制特性对于保证系统的频率稳定性具有重要意义。风电场并网的频率控制与传统发电机组有所不同,风电场出力受风速影响具有一定的随机性和波动性。根据风力发电机组出力模型,提出了基于风速变化的风电场下垂控制系数概率模型。利用半不变量的可加性,运算得出随机变量的数字特征,通过Gram-Charlie级数展开的方法计算其概率密度函数。通过对并网IEEE-14节点系统进行仿真计算,结果表明采用下垂控制系数概率模型能够反映其随机变化特性,风电场调频能力受风电场随机出力的影响,验证了概率模型的正确性,为风电场参与系统频率控制提供了一定的理论依据。

大型并网风电场建模与仿真研究

介绍恒速风电机构成的风电场的不同等值动态模型,在PSCAD/EMTDC仿真环境下进行了扰动条件下的模型验证,并进行了电网故障情况下的仿真研究,仿真结果证明此方法的有效性。

并网风电场对电力系统电压稳定性影响的研究

本文论述并网风力发电系统的构成与特征情况,并且分析了风力发电机组的管控模式,在可再生能源当中,风能属于一种全新的能源利用方式,借助风力能够达到发电的效果。经过漫长的发展之后,现阶段此项技术已经非常成熟。受到风资源开发日渐频繁、单一风电场装机容量增多的影响,造成风力发电处于电网当中占据的比例逐渐变大。当风电接入之后,使电网当中的潮流分布情况发生了变化,再加上风速的间歇性造成风力机输出的功率缺少一定的稳定性,带给电力系统电压稳定性很大的不良影响。鉴于此,针对并网风电场带给电力系统电压稳定性的影响情况加以分析可谓十分关键。本文通过论述并网风力发电系统的构成与特征情况,并且分析了风力发电机组的管控模式,同时进行了并网风电场带给电压稳定性影响的仿真说明,以便带给相关电力系统电压稳定性影响研究工作人员一定的参考和帮助。

考虑尾流效应的并网风电场等值建模与仿真

以考虑尾流效应的并网风电场等值建模作为研究对象,由于尾流效应的影响,造成不同位置处的风力机捕获到的风速不同,通过Jensen模型和风向等因素提出了1种求风力机平均风速的方法。为了节约仿真时间和反应尾流效应的影响,将风电场等效为1台风力发电机组,输入为等效平均风速。最后通过在Matlab/Simulink中建立仿真模型,结合风速扰动和电网故障来进行研究,证明了模型的正确性和有效性。

并网风电场全景监控系统建设思路浅析

基于加强风电机组等新能源设备监控能力的要求,对并网风电场全景监控系统建设思路进行了分析,归纳出了系统建设三个关键面和五个阶段,对底层数据采集方式也进行了对比分析,并提出了相关建议。

基于模型数据混合驱动的大规模双馈风电场并网数字孪生建模

当前双馈风机详细模型具有多时间尺度动态和复杂控制环节,导致建模困难、大规模双馈风电场并网详细仿真建模所需算力庞大的问题。实际风机并网外特性无法实时反馈到仿真系统中,同时风电场功率输出受到多方面如风速、风向、老化等影响,使仿真系统无法精确拟合真实电力系统。针对这一问题,该文构建大规模数字孪生双馈风电场并网的电力系统模数混合驱动模型,实现了风机与电网互动反馈的实时更新,降低了算力需求,同时与风机物理实体实时匹配的虚拟模型具备较高的输出精度,满足精细化仿真需求。文中每台双馈风机采用长短期记忆网络构建数据驱动模型,风电场架构及所并电网选取常用的物理仿真模型,以数字孪生技术实现风机物理模型维护、虚拟数据模型更新的双向反馈。算例通过真实量测数据测试,结果表明在不同工况下该双馈风电场并网数字孪生模型较传统模型具备更优秀的拟合能力与精准度,同时实现了虚拟模型的实时更新能力。该模型有助于在大规模风电场并网中探寻具体某台风机故障、控制方式变化、风速波动等情况,研究风机之间相互影响、电网出现扰动时对风电场的影响。

风电场并网对电网电能质量的影响及治理措施

电网作为电力供给的主要媒介,在电力输送中具有重要作用。如何降低其他电力因素对电网电能的不良影响、提升电网整体供电质量是当前电力行业急需解决的关键问题之一。文章简要分析了风电场运行的特点,并总结了风电场并网对电网电能质量的影响。同时,从应用改善无功补偿技术、做好风电场发电预测工作和轻型直流输电连接电网的使用等方面入手,探讨了完善风电场并网和提升电网电能质量的可行策略。此外,总结了降低风电并网对电能质量影响的实践策略,旨在提高风电场并网的运行水平,避免发生电网安全事故。

常态下风电场并网惯量削弱量估计方法

大规模风电场并网会导致电网惯量削弱、系统频率特性变差。为推行虚拟惯量控制技术并判定虚拟惯量支撑强度,提出一种常态下风电场并网惯量削弱量估计方法。首先以网络节点为基本对象,提取节点有功/频率随机扰动信息;进而建立受控自回归模型、利用遗忘因子多新息最小二乘算法对节点惯量进行辨识,得到全网等效惯量;再经过数学推导求解风电场并网惯量削弱量。最后通过Matlab/Simulink算例系统验证所提理论和方法的有效性。

基于图注意力网络的风电场汇集并网系统次同步振荡预警方法

大规模双馈风电场经串补并网系统易产生次同步振荡,若无法及时发现振荡现象并准确告警,将严重威胁系统安全稳定运行。次同步振荡预警是依据电力系统在线量测数据,判断系统振荡稳定性,为调度人员提供实时可靠的预警信息。针对现有次同步振荡在线监测无法实现事前预警的问题,提出一种基于图注意力网络(graph attention network,GAT)的次同步振荡预警方法。首先,分别从风电场侧和电网侧筛选次同步振荡关键影响因素,以减少输入特征信息的冗余;其次,基于多头注意力机制构建多头图注意力网络,考虑不同风电场间以及风电场与电网之间耦合影响的差异,实现不同风电场之间的次同步振荡特征聚合;最后,在搭建的多风电场汇集并网系统上进行次同步振荡稳定性预警,验证了所提方法的准确性和抗干扰性。

一种风电场经柔性直流输电并网控制方法改进探讨

基于PSCAD仿真工具对通过柔性直流输电进行大型风电并网的问题进行了研究。建立了采用永磁同步电机的风电场等效聚合模型,分析了柔性直流输电的结构及控制改进方法,研究了在交流大电网互联和大型风电并网两种情况下的柔性直流输电系统响应。当风电场接入柔性直流输电系统时,输电系统对风电场产生一定的影响,使得风电场的输出波动通过电流内环的电压补偿项经过二次反馈给风电场,从而导致输出有功功率和无功功率的波动。为了解决风电场并网输出波动的问题,对柔性直流输电控制方案进行了改进。仿真结果显示在保持了系统优异故障穿越能力的同时,该改进方案能够有效地减小风电场的输出波动,增强了系统的稳定性。

风电场并网对电网电能质量的影响简析

本文首先简要分析风电场运行的特点,然后提出风电场并网对电网电能质量的影响,接着详细论述风电场并网对电网电能质量的完善策略,主要包括应用改善无功补偿技术、做好风电场发电预测工作、轻型直流输电连接电网的使用、加强风电场隐患排查及治理工作、降低功率损耗,最后基于风电场对无功补偿装置的要求、风电场无功补偿装置的选择,对风电并网对电能质量影响的治理实践进行总结,以此来不断提升风电场并网运行水平,协调统一好与电网电能质量之间的关系,最大程度地规避电网安全事故的出现。

风电场并网对电网电能质量的影响分析

风电场并网运行过程中会对整个电网电能质量产生一定干扰,分析了风电场并网对电网电能质量产生的具体影响,并对降低这种影响的有效措施进行尝试性探索,旨在提升电网电能质量,为人们提供更加优质的电力服务,并为相关研究提供一些参考。随着风力发电的不断开发,风电场容量在电力系统中的比例越来越大,风力发电对电力系统的影响也愈发显著。电力系统对风力发电并网有着严格的要求。

风电场并网的新型实用等效方法

并网风电场是风电开发的主要方式,由于风电场通常由数十台风力发电机组成,而且风能作为原动力具有很强的波动性,所以风电场的动态过程较传统的火电、水电机组更为复杂。在仿真研究中,需要对风电场的整体特性进行动态建模。本文基于风电场输出特性提出风电场动态等值模型参数的优化求解方法,兼顾了风电场机组众多、风能波动较强的特点,并以一个风电场参数等值算例验证了该方法效果。