基于gprs的风电并网稳定控制系统

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1、万方数据第30卷第7期@2010年7月电力自动化设备FlwtriePowerAutomationEquipmentVol_30No．7Jul．2010基于GPRS的风电并网稳定控制系统刘臣宾1，夏彦辉1，常东旭1，任祖怡1，李振宇2，陈刚2，梅长文·(1．南京南瑞继保电气有限公司，江苏南京211102；2．阜新市供电公司电力调度所，辽宁阜新123100)摘要：研究了风电场并网存在的稳定问题，针对风电场通信通道的特殊性。研制了基于GPRS的风电场并网稳定控制系统，实现了风电并网的有功潮流和无功电压的综合自动控制。系统应用GPRS

2、实现了如下通信功能：数据缓冲功能、心跳报文功能、自动重拨功能、数据标识功能、软硬件看门狗功能。该系统的主要功能包括：过载切机；低压切机；高频切机；系统运行状态接近稳定极限时。若风机出力波动幅度持续较大．切除风电机组；根据系统关键断面潮流的情况实时调整风机出力的上限；依据风电场并网节点母线电压水平．控制风电场无功补偿设备的投切。最后．介绍了风电场并网稳定控制系统在阜新电网的应用。关键词：并网风电；安全稳定控制：GPRS：无功电压综合控制：广域保护控制系统中图分类号：TM712；TM761；TM614文献标识码：A文章编号：100

3、6—6047(2010)07—0104—050引言在国家新能源战略的引导下．中国风力发电得到了突飞猛进的发展．连续4年实现新增装机容量翻番。截至2008年底，中国风电总装机容量达122亿瓦，成为亚洲第1、世界第4的风电大国。中国政府计划到2020年实现风力发电l000亿瓦。风电场往往远离负荷中心．且风电场难以单独为用户提供持续稳定的电力供应．因此需要将大型风电场接入电网运行。尽管风电是清洁能源．但风电又是一种波动性、间歇性电源。增加了潮流的不确定性．而电力系统是实时平衡的．风电的波动需要通过常规电源的调节和储能系统来平衡。风力

4、发电机一般为异步发电机．在运行时需要从系统中吸收无功功率来建立磁场．风电场需安装无功补偿装置．从而使大型风电场并网运行后无功设备的投切对局部电网的电压水平有明显的影响。当电网发生故障或扰动造成风电场并网点的电压跌落时．风电机组的机端电压难以建立，若风电机组继续并网运行．将会影响到电网电压的恢复．因此需要采取切除风电机组的措施．如果此时风电机组出力较大．则会造成系统潮流大范围转移，可能引起系统频率、电压崩溃。总之．风电并网给电网的安全稳定运行带来了一定的冲击。为了保证电网的安全．调度运行人员往往将风电场的出力限制在一个较小的范围

5、。即使在系统缺电时．风电场的有功出力也不能得到充分利用．这无疑浪费了风电的装机容量。此外．风电场地理位置偏远．特别是海上风电场，且相对于火电厂、水电厂，单个风电场的装机容量不大。如果为每个风电场都建设专用光纤通道．将收稿日期：2009—12—03；修回日期：2010—03—03是一笔较大的支出。随着我国移动通信技术的快速发展和3G网络的正式商用．GPRS无线通信的优越性将越来越明显．如果充分研究当前风电并网存在的稳定问题．结合风电场通信通道的特殊性．研制出一套适用于风电场并网的稳定控制系统．实现风电并网的有功潮流和无功电压的综

6、合自动控制．既保证了风能这一绿色能源得到有效开发、充分利用．又保证电网安全稳定运行．必将产生巨大的经济效益．并发挥显著的社会效益。1风电并网存在的稳定问题2005年12月．中国国家标准化管理委员会发布了《风电场接入电力系统技术规定》[¨，从风电场的有功功率、无功功率、电压调节、运行频率、电能质量、通信与信号等多方面对接人电力系统的风电场提出了要求。2009年2月，国家电网公司发布了《国家电网风电场接入电网技术规定》[引，指出了在风电场接入系统设计之前．要对本地区电网接纳风电能力进行研究。大规模风电并网运行存在着许多实际的技术问

7、题待研究解决阻6]：Itl．风电并网地区一般处于供电网络末端．电压等级较低，电网较薄弱，需加强网架建设。提高风电送出能力：b．风电功率的波动对系统电压有较大的影响．需建设完善的风电场无功电压综合控制系统．如在风电场装设投切电容器组或静止无功补偿器(svc)㈣1；c．需深入研究风电功率预测技术．提高对风电功率的预测能力．以降低风电并网对电力系统调度运行的不利影响：万方数据第7期刘臣寅．等：基于GPRS的风电并网稳定控制系统d．为了保证电网及风电的安全稳定运行．风电场需实现灵活的有功、无功功率控制，在紧急事故情况下。风电场可快速地

8、与电网解列．事故处理完毕。立即恢复风电场的并网运行：e．需实现满足并网要求的风电机组国产化．具有无功电压控制、有功功率控制及低电压穿越能力；f．需综合考虑同一地区水、火、风电的调节能力。尽量在本地区将风电带来的不利影响抵消掉。2GPRS通信技术由于地理位置的影响和投资成本的限