大规模风电并网对宁夏电网失步振荡的影响

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1、第33卷第8期可再生能源Vol.33No.82015年8月RenewableEnergyResourcesAug.2015大规模风电并网对宁夏电网失步振荡的影响122113吕思昕，申旭辉，陈得治,刘观起，赵晓伟,高峰（1．华北电力大学电气工程学院，河北保定071003；2．中国电力科学研究院，北京100192；3.国网宁夏电力公司电力科学研究院，宁夏银川750002）摘要：大规模的风电接入会使宁夏电网产生失步振荡。针对此问题，文章利用PSD-BPA建立宁夏“风火打捆”等值单机无穷大系统，从风电接入比例、有无无功补偿以及运行方

2、式3个方面对系统失步振荡特性进行仿真分析，并给出外送断面配置的失步解列装置的响应及动作的情况；然后，结合风电场接入宁夏电网实例，进一步进行仿真验证。结果表明，风电并网容量越多，风电场具备无功补偿时，或在恒电压运行方式下有利于抑制电网失步振荡，提高电网稳定性。关键词：风电并网；宁夏电网；失步振荡；稳定性中图分类号：TM72文献标志码：A文章编号：1671-5292（2015）08-1135-07DOI:10.13941/j.cnki.21-1469/tk.2015.08.0030引言控制方式等对系统功角稳定性的影响；文献[9]

3、~新能源发电及可靠并网成为研究焦点，其中[11]表明，由于风电具有的快恢复性使高渗透率[1]技术发展最快、发电模式最佳的则属风力发电。风电的接入不利于系统的稳定。由此可以看出，风我国风能资源主要集中在“三北”地区，而用电负电并网对电力系统稳定性的影响目前尚未有统一荷却集中在经济发达的“三华”地区，因此风电并定论，有必要进一步开展研究。网具有地域过于集中、远离负荷中心的特点。风力目前针对风电并网对电网失步振荡的研究甚发电大规模集中接入、远程传输及风电的随机波少，且基本停留在理论研究阶段，较少涉及到在实动等自身特性都会给电网的稳

4、定运行带来新的挑际电网的应用问题，而近年来，宁夏电网风电并网战。规模的不断激增，风电对宁夏电网失步振荡的影风能具有间歇性和随机性，风电出力的频繁响已不可忽视。因此本文先构建了接近宁夏电网变化可能影响到风电接入的电压控制以及无功补相对西北主网的“风火打捆”单机无穷大仿真系偿特性；而风机的低电压穿越和过电压保护技术，统，通过对风电不同接入比例下、风电场有无无功导致风机比常规机组更易脱网。这些方面使大规补偿以及风电场不同运行方式下特定故障时解列模风电并网具有一定的可变性，必然也会对电网装置的动作响应特性，来研究风电并网对系统失的失

5、步振荡特性产生影响，引发实际电网振荡中步振荡的影响，再以宁夏实际电网进行验证。[2]心的迁移以及振荡解列装置的可靠动作。1风电并网对单机无穷大系统的影响国内、外关于大规模风电并网对电网稳定性宁夏电网相对西北主网可以等值为单机无穷影响已做了大量研究。文献[3]~[5]基于扩展等面大系统，在PSD-BPA仿真软件中建立“风火打积理论，就风电比例对“风火打捆”交直流外送系捆”等效单机无穷大系统，如图1所示。统的功角暂态稳定性影响进行了详尽研究，结果图中母线A上接一个容量为300MW的火表明受端系统惯量为无穷大时，风电并网比例越电厂

6、和6个容量均为15MW的风电场（假定均为大，越有利于系统暂态稳定性；文献[6]~[8]结合实GE双馈风电机组，该模型主要包括发电机和换际电网，仿真分析了风电场接入方式、风电场无功流器模型、电气控制部分模型、原动机及其控制系收稿日期：2015-06-15。基金项目：国网宁夏电力公司科技项目（XTB11201402108）。作者简介：吕思昕（1992-），女，硕士研究生，研究方向为新能源发电与并网。E-mail：lvsixin92@163.com·1135·可再生能源2015，33（8）统模型。采用单质量块模型模拟风电机组转子；

7、变应同步机组的机械功率；Pci，Pcj为相对应同步机桨距风力发电机组的桨距角根据风电机组输出功组的电磁功率；Pms，Pma为两个机群的等值机械功率的反馈信号来控制,每台机组容量为1.5MW）；率且Pms=ΣPmi，Pma=ΣPmj；Pcs，Pca为两个机群的火电机组采用6阶同步发电机模型，包括原动机j∈sj∈a以及励磁系统和调速系统模型。风电场通过两级等值电磁功率且Pcs=ΣPci，Pca=ΣPcj。升压变将风机出口电压从0.69kV升至35kV，最j∈sj∈a后接到220kV母线。220kV交流输电线路长度B送端系统W输电

8、部分B受端系统为240km，R=0.03276，X=0.17148（标幺值）。当线路上发生严重故障时会引起系统功角失稳，导图2系统简化电路致失步振荡。在线路AB上加装解列装置，并以装Fig.2Simplifiedcircuitofsystem置动作的时间快慢来判断系统失步的严重程度。在图1