主动支撑电网的双馈风电场故障功率协调控制方法

风电持续开发建设使同步发电机渗透率降低,电力系统抗扰能力不断下降。双馈风电场(doubly-fed wind farm,DFWF)内部故障后,双馈风电机组(doubly-fed wind turbine,DFWT)的切除导致电力系统出现功率缺额,可能威胁系统安全稳定运行。为此,利用故障期间DFWT机械功率与电磁功率不平衡累积的暂态能量,提出了主动支撑电网的双馈风电场故障功率协调控制方法。分析了DFWF内部故障特征,提出了故障全过程功率协调控制的思想。推导了DFWF内部故障下DFWT的转速解析表达式,分析了DFWT暂态能量的特征并给出了最大暂态能量的计算方法。在此基础上,给出了DFWT功率支撑控制参考值与功率支撑控制时间的计算方法,并提出了DFWT故障功率协调控制策略。算例表明,DFWF故障功率协调控制可利用暂态能量最大限度地提供功率支撑,降低DFWF内部故障对电力系统的影响。

适用于双馈风电场送出线的纵联方向保护研究

考虑风电场接入电网时,传统方向元件在短路故障发生时易受到风电场内部电力电子器件动态特性的干扰影响,导致频率特性偏移,系统参数不稳定和弱馈性等问题,使继电保护装置不能及时或正确判断故障发生区域。针对上述问题,首先对含有风电场的故障附加网络进行分析,寻找故障发生后纵联保护安装处各测量点电气量之间的关联性,确定其故障逻辑关系。其次通过对常用的相模变换解耦方式进行分析,选择一个合理的方法代入相关性表达式,根据相关系数值完成故障区域判定。最后利用PSCAD/EMTDC搭建双馈风电场并网模型,设置各种不同的故障类型和场景,并利用Matlab进行保护算法验证,检验故障区域判断结果,验证所提保护方法的正确性与合理性,并且仿真结果表明该方法具有较高的可靠性。

福建莆田石城风电场风电机组选型研究

由于风力发电设备的投资在风电场建设投资中占有相当大的比重,风电机组选型是风电场设计中的主要工作之一。结合福建莆田石城风电场的情况,从产品市场供应、技术特点、单机容量选择、技术参数比较、发电量和度电成本比较等几个方面对机组选型进行了研究,研究方法对其他风电场设计具有一定的参考和借鉴价值。

适用于全故障类型的双馈风电场送出线负序电流纵联保护方案

随着双馈风电机组(DFIG)并网容量的增加,给风电场送出线继电保护的整定带来新的挑战,保护动作性能下降甚至会出现拒动和误动的风险。为此,首先分析双馈风电机组负序电流分量特征;然后进一步分析风电场经交、直流并网时交流送出线两侧电流的特征差异,提出一种适用于双馈风电场送出线的负序电流分量纵联保护新方法。该方法利用双馈风电场送出线两侧负序电流的幅值比和相位差构成保护动作判据,同时,利用数据延时在对称故障下构造出负序分量,使其能适用于风电场送出线的各种故障类型,且具有灵敏度高、耐受过渡电阻能力强等优点。最后,在Matlab/Simulink和PSCAD/EMTDC中搭建双馈风电机组电磁暂态仿真模型,仿真分析保护方案在交直流送出线上的适应性。

全球首台16兆瓦海上风电机组在福建海上风电场完成吊装

6月28日,全球首台16兆瓦海上风电机组在三峡集团福建海上风电场成功吊装。下一步,该海上风电机组将进入并网前的调试及试验阶段,为福建经济社会绿色转型提供绿色动能。据介绍,该16兆瓦海上风电机组采用四桩导管架风机基础.

单叶片吊装型风电机组安装技术研究与应用

随着全球能源需求的日益增长和对环境保护的关注度不断提高,风能作为一种清洁环保的可再生能源,逐渐得到了广泛关注和应用。风力发电机组的安装是风电项目建设过程中不可或缺的环节,而单叶片吊装型风电机组则是一种新型的安装方式。文章从行业专业角度出发,对单叶片吊装型风电机组安装技术进行详细研究。

基于PSModel的海上风电场全电磁暂态建模与仿真

开发有效的风机电磁暂态模型是进行海上风电并网研究的基础。根据不同生产厂家所提供的直驱风机模型,提出了一种基于厂家黑盒模型的直驱风机电磁暂态建模方法。利用厂家所提供的模型测试数据解析风机的故障响应特性,推导了不同厂家在电压故障下有功和无功功率响应表达式,包括故障期间的穿越控制过程及不同过程间的暂态切换策略。提出了加权平均压降的风电场等值方法,采用自主研发的全电磁暂态仿真软件(power system model,PSModel)对我国广东某海上风电场进行全电磁暂态建模。根据稳态潮流及暂态特性结果验证了模型可通过系统测试,且有效实现了海上风电场的全电磁暂态建模,从而为该风场接入大电网后的安全稳定分析提供了研究基础。

风电场机组选型与微观选址优化研究

随着能源消费的提高,风力发电等新能源得到全国乃至全世界范围的生产、使用和推广。世界各国在解决能源和环境问题、还有实现可持续发展的关键问题上做了持续性的跟踪研究。与传统能源区别的是,风电的电能输出特征表现出峰谷波动和强烈的瞬时变化以及其他不稳定条件。为了缓解风电机组的瞬时变化的不确定性,风电场选址设计和风电机组选型的重要性便凸显出来,正确且全面的选址、选型不仅可以降低风力发电建设成本,提高风电场发电能力,而且可以提高风力发电机组的效率,增加工程项目投资的利润,本文将对风电场的宏观选址、微观选址和机组选型进行传统常规分析以外的优化设计思路分享。

基于无功就地平衡的风电场内部分散决策式精细化无功电压控制策略

“沙戈荒”大规模汇集系统远离主网,呈现出较强的无功电压敏感特性,风电场整体和内部的无功不平衡在并网送出线路和场内馈线上产生的压差较大,传统的风电场无功电压控制方案难以保证其安全经济运行,为此提出一种风电场内部分散决策式精细化的无功电压控制策略。从无功需求的物理本质出发,详细分析风电场内各元件的无功需求并给出具体计算方法,进而建立风电场分布式多中心无功平衡模型,以非迭代方式直接求解场内各无功电源的无功指令。为衡量场内馈线上不合理无功流动,定义分区无功穿越量的概念,并推导出其计算表达式。算例分析结果表明:风电场内部分散决策式精细化无功电压控制策略能够强化风电场内无功就地平衡,有效改善馈线电压分布,大幅减少馈线上的无功穿越和有功损耗,提高风电场并网运行的安全性与经济性。

全国首个批量化应用单机容量16兆瓦海上风电机组实现全容量并网

6月27日,三峡集团福建漳浦六鳌海上风电场二期项目(以下简称“漳浦二期项目”)全容量并网。该项目是目前我国批量应用最大单机容量海上风电机组的风电项目,安装有金风科技GWH252-16MW机组,以及同平台产品GWH252-14.3MW机组共20台,项目并网投产对推动我国海上风电大型国产装备高质量发展具有重要意义。

基于构网型风电机组和二极管整流单元的海上风电场黑启动策略

基于构网型风电机组和二极管整流单元(diode rectifier unit,DRU)的中远距离海上风电送出方案具有技术经济性优势。由于DRU必须在交流电压支撑下才能工作,并且其功率传输具有单向性,因此DRU或陆上电网均无法启动海上风电场。在这种情况下,构网型风电机组可以作为海上风电场的黑启动电源。首先,介绍了2种构网型海上风电经DRU送出系统的拓扑。接着,阐明了构网型风电机组的结构和控制策略,分析了风电机组并网启动时的自同步过程。然后,研究了海上交流系统的无功功率平衡,提出了避免风电机组启动时无功功率过载的措施,在此基础上提出了海上风电场黑启动策略。最后,在PSCAD/EMTDC中搭建了中频构网型海上风电直流送出系统和低频构网型海上风电交流送出系统的电磁暂态仿真模型,对海上风电场黑启动过程进行仿真,风电场平稳启动的仿真结果验证了所提基于构网型风电机组的黑启动策略的有效性。

海上风电机组选型方案研究

为适应海上风场平价开发的需求,海上风电机组向着大功率、轻量化、一体化的趋势迅速发展。不同型号的风电机组在发电效率、可靠性、安全性、价格及维修保养等方面差异较大,风机选型时应综合考虑各种影响因素,计算分析风电场的总体投资及单位度电投资,综合选择合适的机型。以海上风电场开发为例,论述了风电机组选型的关键影响因素,总结归纳了风电机组选型的主要流程及方法,为类似风电场开发、设计及建设提供了参考和指导。

风电场大容量风电机组永磁直驱发电机稳态运行参数动态优化

针对目前的风力发电机关键参数优化方法优化效果不佳的问题,提出了一种风电场大容量风电机组永磁直驱发电机(PMDDG)稳态运行参数动态优化方法。抓取PMDDG关键动态参数,利用PID控制使电磁转矩波动在整个控制周期达到理想值。引入目标函数,对影响电压波动的动态电压带宽参数自适应调节,实现电压平稳输出。采用人工蚁群算法将经过的节点在记忆中储存,通过释放外激素实现信息传递,扩大解空间搜索范围,利用正反馈原理在最优路径上快速收敛,实现了PMDDG稳态运行参数的全局动态优化。通过实验验证可知,提出的PMDDG稳态运行参数动态优化策略,能够使电压的输出值始终保持在1(p.u.),优化后的转矩波形与标准转矩波形相比最大误差为0.2 kN·m,具有较强稳态运行可靠性。

四川省山地风电场风电机组选型要点分析

四川省风能资源相对贫乏,但高原山区、高山峡谷地区风能资源具备一定的开发价值。四川省山地风电场风能资源特性各异,简要分析了风能资源特性,从风电机组对山地风电场适应性角度出发,分析了机组选型要点,可为后续风电场机组选型提供借鉴参考。

风电场建设中的风力发电机组选型

风力发电机组的选型不仅关乎到风电场建设造价,还影响投产后的发电量和运营成本,以及最终的上网电价,因此在风力发电场设计和建设中,风力发电机组的选型就显得很重要。文中结合慈溪风力发电场风力资源、地质情况和当地电网情况,依据风力发电机组等级等基本参数,综合经济性和LEC安全性评价指标,对风电场的风电机组进行选型分析,风电场最终机组选为Ⅱ类风机。

小草湖风电场风资源分析与机组选型综合研究

利用风资源评估软件WAsP对小草湖风电场进行风资源评估,计算出风谱图,对风速数据统计分析得出平均风速和平均风功率密度变化。给出4种备选风力机组,从风力机容量系数、发电量和经济成本方面进行优化选型分析,选择出适合该风电场的风力机机型,以提高发电量,增加经济效益。

双馈机组风电场动态等效模型研究

针对大型双馈机组风电场,提出一种新的动态等效建模方法。该方法以双馈风电机组桨距角控制动作情况作为机群分类原则,通过提取反映桨距角控制动作的特征向量,并将其作为支持向量机的输入,从而进行双馈风电机组的动态分群以及同群机组的合并、等效。在此基础上给出了等效模型的参数计算方法,得出以3台风电机组表征的风电场等效模型。与传统等效建模方法的对比结果表明,所提出的三机表征模型能够更准确地反映双馈机组风电场并网点的动态特性。

变速风电机组调频特性分析及风电场时序协同控制策略

受变速风电机组与同步发电系统弱耦合的影响,系统等效转动惯量和调频能力随风电渗透率的增加而减少。为此,文中研究了变速风电机组附加频率控制方式,分析了变速风电机组参与系统调频过程中输入机械功率与输出电磁功率的动态变化过程,对风电机组调频能力随风速的变化规律进行了量化分析,给出了风电机组参与系统调频过程中的有功增量与调频可持续时间的对应关系,在此基础上提出了风电场时序协同调频控制策略。依据该策略,风电场各风电机组按照风速—有功增量—可持续时间相依的调频介入与退出机制参与系统调频过程。仿真算例证明,通过协同风电机组间的调频深度,并对调频退出时机施行有序分散化的策略,既充分挖掘了风电机组参与系统调频的潜力,又有效降低了风电机组参与调频所带来的负面效应。

直驱式风电机组风电场动态等值

以并网点运行特性一致性为目标,提出了一种直驱式风电机组风电场的等值算法。该等值算法定义了能够反映全部直驱式风电机组运行特性的分群指标,利用聚类算法对直驱式风电机组进行分群;以等值机的风力机与单台风电机组风力机的功率转换特性不变为原则,对同群风电机组的风力机参数进行等值;以被等值的风电机组输出功率之和与等值机输出功率相等为原则对风电场集电线路进行了静态等值。仿真研究表明,等值前后风电场并网点的运行特性一致,等值算法能够更加准确地反映直驱式风电场的并网特性,具有重要的工程应用价值。