影响风电场联络线距离保护的因素及解决措施

结合风电运行特点,分析了风电场联络线阻抗圆动作特性,研究了风电场联络线采用传统距离保护存在的问题。建立了风电场联络线测量阻抗的数学模型,研究了运行参数对测量阻抗的影响。仿真研究了故障后风电场联络线两侧电流、电压的频谱特点及其对距离保护的影响。提出联络线采用自适应距离保护的方案。在PSCAD中构建风电场并网仿真模型,对比传统距离保护和自适应距离保护在故障时的动作特性,仿真结果表明在风电场联络线上采用自适应距离保护能够避免传统距离保护的缺陷,适应风电场多变的运行方式,消除风电场侧非工频电流、电压对保护造成的影响。

基于风电联络线恢复电压的自适应单相重合闸

首先分析了线路单相接地保护动作后非全相运行时的故障相恢复电压特性及其影响因素,在此基础上研究了风电与常规能源的阻抗特性。在PSCAD中构建了故障相恢复电压模型,仿真研究了故障性质、风机类型、线路布置方式和电压等级对联络线非全相运行时的恢复电压的影响。最后基于电容耦合电压提出了能够可靠地区分瞬时和永久故障的自适应重合策略,仿真结果表明,该策略原理简单,易于实现,耐受过渡电阻能力强,灵敏度高。

风电场联络线非全相运行时的恢复电压研究

针对线路单相接地保护动作后非全相运行的情况,分析了故障相恢复电压特性及其影响因素,在此基础上研究了风电与常规能源的阻抗特性。在PSCAD中构建了线路非全相运行时的故障相恢复电压模型,仿真研究了故障性质、风机类型、注入容量、线路布置方式和电压等级对恢复电压的影响。研究结果表明,风电与常规能源不同,在风电联络线非全相运行时,风电场正、负序阻抗远大于零序阻抗,引起健全相电流增大,导致电感耦合电压比常规能源大。研究结果可为风电场联络线自适应分相重合闸配置提供理论依据,进一步提高重合成功率。

风电场并网联络线的自适应电流保护研究

针对现有联络线源侧大多使用定值保护方案因而容易受风电特性影响而误动的现状,分析了风力发电机短路电流特性,得出了双馈型风力发电机的故障电流与电网故障发生时刻、故障类型、撬棒电路动作情况、故障后电压的跌落深度等密切相关的结论,并在此基础上提出了综合电流、电压信息的风电场联络线自适应速断保护原理与算法。该保护方法以某示范性分布式风电场并网进行DIgSILENT软件的仿真测试,结果验证了所提保护配置方案的自适应性和有效性。

自动发电控制在河北南部电网中的应用

结合在定联络线功率和频率偏差控制方式下的功率调整情况以及采用的A系列评价标准,分析了河北南部电网在AGC应用方面存在电厂投入AGC积极性不高、火电机组本身的调节特性、供热机组冬季调节容量变小和风电场对电网影响方面的问题。通过实际工作提出了应对措施:一是制定AGC机组运行标准和考核管理办法,定期对机组性能进行测试;二是按参与AGC调节、给定负荷曲线、不参与AGC调节等分配机组控制方式,充分发挥抽水蓄能电站的调节作用;三是在超短期负荷预测的基础上,综合考虑各种约束条件和经济指标,实现最优发电控制。

基于电压相量的直驱风电场联络线单相自适应接地距离保护

针对过渡电阻造成阻抗测量不准确引起风电场联络线单相接地距离保护拒动或超越的问题,分析了双电源系统电压相量平面特性。在此基础上,基于故障点与保护安装处的序电流关系,结合风电场侧的零序阻抗特点,建立了测量电压与故障点电压相位关系的表达式。根据故障点电压和整定电压的相位特性,考虑双馈风电机组的频率偏移特性,提出了直驱风电场联络线单相自适应接地距离保护方案,并对其动作性能进行了仿真验证。大量仿真结果表明,该保护方案判别原理简单可靠,有较强的耐受过渡电阻能力,不受风电场侧运行工况多变的影响,能够准确判别区内及区外故障。

并网风电场联络线线损分析

风电场在配电网末端并网、风电输送线路较长时,线路损耗非常严重。结合某风电场的运行方式分析了风电场联络线线损过高的原因,提出了降低线损的方案。以并入哈密电网的马莲泉风电场为算例,构建仿真模型,基于实际运行数据对比研究了降低线损方案,并从经济性、风电接纳能力两方面分析了方案的可行性。研究结果有助于制定合理的风电接入方案,提高含风电系统的经济效益。

考虑断面安全约束的大规模风电有功控制

随着风电装机容量的快速增长和大规模风电的并网接入,大规模风电的波动性和风电断面的分层特征给电力系统实时调度带来困难,可能出现风能资源的浪费,为此提出一种大规模风电分层断面的有功控制方法。风电场的发电受制于各级输电断面的约束,通过对各风电场广域分配调节功率,深度优先搜索越限断面和发电能力转移的方法,实现了保证断面安全前提下的风电场功率的充分利用和公平利用。实际算例和电力系统的运行结果验证了该方法的合理性和可行性,为大规模风电分层断面的有功控制提供了一种有效方法。

风电场并网联络线重合闸的合理配合方式

110kV双端电源联络线的小电源侧保护重合闸通常采用"检同期"方式。然而当故障发生在风电场并网联络线时,风电场侧保护重合闸如采用"检同期"方式往往难以动作成功。针对该问题,文中根据双馈风电机组的控制原理,结合电网故障录波波形,剖析了风电场侧保护重合闸采用"检同期"方式难以动作成功的原因。在此基础上,提出了风电场并网联络线重合闸的合理配合方式,并应用于现场,有效提高了风电场并网联络线的供电可靠性。

基于双馈风电机组的风电场联络线保护方案分析

针对现有联络线大多使用定值保护方案因而容易受风电特性影响而误动的现状,讨论了双馈风机的数学模型和电磁暂态过程。以PSCAD/EMTDC为平台建立了风电场并网运行的仿真模型,研究了故障类型、风电场投入系统容量、风速对风电场侧短路电流的影响,并在此基础上搭建了含距离保护的的风电场仿真模型,对风电场侧和系统侧距离保护的动作特性进行了仿真,得出了目前风电场连联络线距离保护存在的一些问题。

三相重合闸在风电场联络线的适应性分析

风电场联络线发生故障时,风电场由于其容量小、电压及频率自动调节能力差等原因,往往不满足检同期条件,导致风电场侧重合闸动作失败。针对该问题,结合风电运行特点,以新疆某风电场为例,从理论推导了风电场联络线故障时母线各相电压,得出了风电场联络线故障时三相重合闸失败的原因。建立了风电机组并网仿真模型,分析并仿真验证了风电场联络线发生两相故障、三相故障时风电机组机端电压的跌落情况和频率波动,系统分析了风电场联络线故障时三相重合闸的适应性。

大规模风电接入电网的稳定性分析

针对大规模风电接入电网将严重影响系统的稳态运行和动态特性的问题,结合风电特性,以潮流分析、暂态稳定为基础并考虑联络线潮流控制,探讨了大规模风电接入对电网运行的影响。以实际电网为例进行仿真计算,分析了风电接入后稳态运行状况的变化和风电并网对系统暂态动态特性的影响,研究了AGC控制在联络线功率控制中的应用。