风电场接入电网分析的理论和方法.ppt

一. 风电并网的理论和分析方法 图14 风电功率预测系统结构简图 风电功率预测系统对数值天气预报的要求要比普通天气预报的精度要求高，主要表现在空间分辩率、时间分辩率、覆盖区域、预测范围、运行的数目和时间、计算时间、计算精度等都有一定的要求。目前国际上使用的数值天气预报主要有下面几种： 美国环境预报中心（NCEP）综合系统； 欧洲中尺度气象预报中心(ECMWF)综合系统； 德国气象服务机构（DWD）的Lokalmodell模型； 丹麦气象研究院(DMI)、芬兰气象研究院(FMI)、冰岛气象局(VI)、爱尔兰气象服务部门(IMS)、荷兰皇家气象研究院(KNMI)、挪威气象研究院(DNMI)、西班牙气象研究院(INM)和瑞典气象水文研究院(SMHI)联合开发的高精度有限区域(HIRLAM)模型。 一. 风电并网的理论和分析方法 一. 风电并网的理论和分析方法 一. 风电并网的理论和分析方法 一. 风电并网的理论和分析方法 图10 多台风力发电机组注入电网谐波示意图 将风力发电机组的谐波参数和电网谐波阻抗参数输入谐波计算程序，可得到风电停运和投运时的谐波值，并求出由风力发电机组引起的谐波畸变率。 3.6.2 闪变计算 电光源的电压波动造成灯光照度不稳定的人眼视感反应称为闪变。闪变反应了电压波动引起的灯光闪烁对人视感产生的影响。闪变是电压波动引起的一种有害结果。 风力发电引起电压波动和闪变的根本原因是并网风电机组输出功率的波动。受塔影效应、偏航误差和风剪切等因素的影响，风轮在旋转过程中的转矩不稳定，从而使风电机组的输出功率发生波动，且这些波动随风湍流强度的增加而增加。典型的切换操作包括风电机组启动、发电机组的停止和发电机组的切换。在机组切换操作过程中，切换操作会引起功率波动，从而引起风电机组端点和其它节点的电压波动和闪变。 一. 风电并网的理论和分析方法 影响电压波动和闪变的其它因素如下：①风速。闪变值随风速增加而增大，当风速达到额定值时闪变值开始下降。②湍流强度。湍流强度越大，闪变值越大。③并网点短路容量。短路容量越大，闪变值越小。④网络阻抗角。在闪变值随阻抗角的变化曲线中，阻抗角在60?~70?时存在一个拐点。在拐点之前，阻抗角度越大，闪变值越小；在拐点之后，阻抗角度越大，闪变值越大。 国标GB 12326-2000是对GB 12326-1990年版的全面修订。原标准以电压波动为主，现标准改为以闪变值为主，以便和国际标准相对应。 一. 风电并网的理论和分析方法 一. 风电并网的理论和分析方法 关于闪变几个主要参数参见表11： 闪变有专用的计算程序，也可在一般电力系统分析程序中扩充。 闪变计算步骤如下： （1）收集制造商提供的风力发电机组有关的闪变参数； （2）计算接入电网的网络阻抗参数（阻抗模及相角）和短路容量； （3）计算风力发电机组在电网实际短路容量下的闪变值； （4）根据闪变的传递原理，计算风力发电机组对邻近负荷点的影响。 关于电压波动和闪变的限值、闪变的叠加和传递、闪变的评估等，可参见GB 12326-2000标准。 一. 风电并网的理论和分析方法 4 风电并网技术规定 风电随机性和间歇性的特点，给电网的正常运行带来一定的影响。因此，对风电并网提出了一系列技术要求，旨在协调电网与风电的相互关系，促进风电的快速发展和技术进步。 一. 风电并网的理论和分析方法 4.1 频率 表12给出了 频率偏离时对风电场运行的要求，由表可知，如果频率处在规程容许的范围内（49.5～50.2Hz），风电场和电网都处在正常运行状态，要求风力发电机组连续运行。如果频率有少许向下超标，在49～49.5Hz，表明电网略缺有功，此时，要求风电至少能运行10min，不要急于退出，能给电网以支持。如果频率有少许向上超标，在50.2～51Hz，表明电网有功略有过剩，此时，要求风电不再有其它机组启动投入。如果频率低于49Hz或高于51Hz，表明电网处在很不正常状态。如果低于49Hz，表明电网有较大的有功缺额，电网不要求风电退出，风电是否退出由风力发电机组自身的最低运行频率来决定；如果高于51Hz，表明电网有功过剩，电网要求风电退出，或由电网调度部门限制风电出力运行。 一. 风电并网的理论和分析方法 一. 风电并网的理论和分析方法 频率范围 要求 低于49Hz 根据风电场中风力发电机组允许运行的最低频率而定。 49～49.5Hz 每次频率低于49.5Hz时要求至少能运行10min。 49.5～50.2Hz 连续运行。 50.2～51Hz 每次频率高于50.2Hz时要求至少能运行2min，并且当频率高于50.2Hz时，没有其他的风力发电机组启动。 高于51Hz 风电场机组逐步退出运行或根据电网调度部门的指令限功率运行。 表12 频率偏离时对