风电场接入电网安全稳定探究

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1、风电场接入电网安全稳定探究　　摘要：近年来，由于自然灾害的接踵而至，资源的短缺、大气的污染、生态的恶化等问题日益突出。尤其是化石燃料的稀缺、温室效应的加剧，使全球面临着能源挑战。在此环境的威胁下，新能源得到了越来越广泛的关注和发展，其中风电是目前最具优势的新能源。风能资源作为一种可再生能源取之不尽，中国更是风能大国，据统计中国风能的技术开发量可达3亿千瓦-6亿千瓦，而且中国风能资源分布集中，有利于大规模的开发和利用。本文主要结合电场接入系统实例，提出保证电网和风电机组安全稳定运行的风电场运行控制方法。探讨通过控制负荷侧功率因素、采用动态无偿补偿装置进行故障后切除电风机组

2、等措施提高电网动态稳定水平、改善风电场运行条件的有效方法。关键词:风力发电电力系统静态安全动态稳定中图分类号：F470.6文献标识码：A文章编号：引言：10风电是重要的可再生能源,尽快建立包括设备制造、技术服务和人才培养在内的风电产业体系,是促进风电持续健康发展的重要条件。为了实现风电的持续健康发展,使风电真正成为能源的重要组成部分,风电的建设必须要与培育和发展风电产业体系相结合,加大政府引导和支持力度,充分发挥市场机制的作用,加快关键技术和大型装备的研究开发,全面提升我国风电产业的技术水平,尽快建立起我国自主研发、设计、制造、运营和管理的产业体系。一、风电发展现状及电

3、机构成1.1风电发展的速度2008年底我国风电装机容量为12210MW[1]，居世界第4位。2008年我国新增风电装机6246MW，仅次于美国，位居世界第2位。近10年，世界风电装机年均增长31.8%，我国风电装机年均增长70%，增速约为世界风电年均增速的2倍。近3年我国风电装机保持翻番增长，3年年均增速约为世界平均增速的4倍。1.2风电机组的技术水平随着风电机组制造水平的快速提升，单机容量越来越大。目前，兆瓦级机组已成为市场主流机型，世界最大风电机组的容量已达6MW。受风资源、运输条件等因素限制，陆上风电场单机容量一般在3MW以下，海上风电场及近海陆地风电场单机容量可

4、达5~6MW。目前我国风电单机平均容量1.05MW。最大容量3MW。主要有3种风电机组类型：恒速风电机组、双馈变速风电机组和永磁直驱风电机组。新建风电场以双馈变速风电机组和永磁直驱风电机组10为主。恒速风电机组采用普通感应发电机，风机转速恒定，运行中需从电网吸收无功功率。双馈变速风电机组采用双馈电机，永磁直驱风电机组采用多极永磁同步电机，这两种机组转速可变，具有提供无功支撑的能力。恒速风电机组在配备快速无功补偿装置的情况下，具有一定的低电压穿越能力；而双馈变速和永磁直驱风电机组，可通过自身的控制系统实现低电压穿越能力。我国并网风电机组中，双馈变速风电机组约占60%，恒速

5、风电机组约占30%，其他约占10%，由于未配备快速无功补偿装置或相应控制系统(我国没有这方面的要求)，目前在运风电机组大多不具备低电压穿越能力.现我公司主要生产的2mw的风机，因风力机在工作过程中,风机叶片要承受强大的风载荷、气体冲刷、砂石粒子冲击、紫外线照射等外界作用。为了提高复合材料叶片的载荷、耐腐蚀和耐冲刷等性能,必须对树脂基体系统进行精心设计和改进,采用性能优异的环氧树脂,改善玻璃纤维/树脂界面的粘结性能,提高叶片的承载能力,扩大玻璃纤维在大型叶片中的应用范围。通过对新型环氧树脂的研究和对传统叶片工艺的创新,研究结果表明复合材料叶片可以达到在恶劣工作环境中长期使

6、用的性能。10经过风电机组的研究以及对风电行业的发展方向的分析的基础上，通过两种独立的风电机组选型思路；而后经过汇总，以专家打分等定性的方式统一成对3种传动链形式进行详细分析；最后在初步三维造型及零部件选型的基础上，经过bladed等软件进行初步载荷计算，用定量的载荷数据、零部件重量及各零部件的估计价格作为支撑，决定出一种最合适的5MW风力发电机组的传动链设计方案。因此，我公司现在正研发生产5mw的风机，采用风轮向大型化、轻量化、高性能、单机大功率、低成本的方向发展，能在技术上有一个更好的突破。风电场接入电网方式及运行特点的前后对比风电场接入电网方式为分散接入和集中接入

7、。分散接入主要用于风电开发规模小、以就地消纳为主的情况，接入电压等级低，对系统运行影响较小。集中接入主要用于风电开发规模大、以异地消纳为主的情况，接入电压等级高，远距离输送，对系统运行影响较大。风电接入电网的运行特点2.1风电出力随机性强、间歇性明显。风电出力波动幅度大，波动频率也无规律性，在极端情况下，风电出力可能在0~100%范围内变化。风电出力有时与电网负荷呈现明显的反调节特性。2.2风电年利用小时数偏低。根据我国部分省区2007年风电年利用小时数统计，风电场年利用小时数参差不齐，一般在2000h左右。102.3风电功率调节能力差。