华北电网风电短路试验总结.doc

PAGE \* MERGEFORMAT 13 华北电网风电短路试验总结 1、引言 2009年11月3日，在张北国投满井风电场35kV母线进行三相短路试验。 试验运行方式：张北110kV母线分母运行，将国投满井一、二期风机和国华三、四期风机共同接于张北110kV 4母线，将国投满井三、四期风机、国华一、二期风机以及张北地区其余风电场及负荷接于张北110kV5母线。 故障点位于国投满井一期35kV母线(二期与一期母联开关345闭合)，故障持续时间为200毫秒。试验期间，除国投满井一、二期及国华四期各留一台风机运行且其余风机退出运行外，其它风电场为正常运行。 设置4个接入录波器的试验测点：国投满井一、二期、国华四期三台预留试验风机，以及从正常运行的国华一期选择的一台风机。 其它试验数据取自国投满井110kV变电站、张北220kV变电站、单晶河220kV变电站、万全500kV变电站等。 本次试验的特点如下： 华北电网首次进行的风电场短路试验，实测有关风机短路电流、线性动态模型参数、非线性保护特性等； 测试风机为在占京津唐电网风机总容量45%的GE双馈风机和西班牙EHN双馈风机。 测点既包括短路点附近国投满井一、二期（风机定子电压降低幅度为80～95%）、距离短路点56公里的国华四期（风机定子电压降低幅度为25%）以及远离短路点的国华一期（风机定子电压降低幅度为2%），全面考核在定子电压不同低落幅度下双馈风机的动态响应。 测量双馈风机启动并网特性、故障情况下风机提供短路电流特性、风机低压保护特性等。 2、试验数据及仿真分析 图1、短路试验方式下张北地区电网结构图 国投满井35kV母线故障期间，各测点电压低落情况 母线名称 电压低落幅度 % 备注 故障期间/初始值 国投110kV 58.9% 34.95/59.238 张北110kV 4母线 72.75% 43.1/59.24 张北110kV 5母线 95.6% 58.03/60.7 张北220kV 93.6% 57.343/61.25 单晶河220kV 93.9% 56.725/60.047 万全220kV 99.7% 59.88/60.079 国投满井一690V 3～5% 国投满井二期12000V 17.6～32.6% 国华四期690V 73.3～74.9% 国华一期690V 98.7% 表1 国投满井35kV母线故障期间，各测点短路电流(有效值)情况 名称 短路电流 A 备注 国投满井35kV总故障电流 4700~5020 A 波形畸变，仅供参考 国投满井110kV 111开关电流 1320～1379A （基波有效值）二次值8.25～8.62A,CT变比800/5 1840~2784A （真有效值）二次值11. 5～17.4A, ,CT变比800/5 国投满井1#变压器110kV电流 波形畸变,CT变比400/5 国投满井1#变压器35kV电流 3864～3960 A （基波有效值）二次值16.1～16.5A, CT变比1200/5 5496~5592A （真有效值）二次值22.9～23.3A, CT变比1200/5 国投满井1#变压器35kV电流 4149～4334 推算值 国投满井一期15#机（690V） 2114A，CT饱和，为1.68倍额定（1255A） 初值1121A (有效值) 1391A 初值722.5A（峰），511A(有效值) 国投满井二期4-3机（12000V） 718A，为9.97倍额定 初值58.9A（有效值）存在比较大的直流分量，基波电流271，为3.76倍额定（72A） 700A 初值50（有效值） 国华四期1#机（690V） 1258.8A 初值392.5A (有效值) 37.5A 初值14A(有效值) 国华一期10#机（690V） 380A 初值316.8A(有效值) 51A 初值30（峰），21A(有效值) 表2 故障期间四台测试风机的无功响应情况 风机名称 电压低落幅度 % 有功(MW) 初始无功(MVar) 最大无功(MVar) 国投满井一期15# 690V 3～5% 268 基本为0 455 1440 776 国投满井二期4-3 12000V 17.6～32.6% 1250 980 1230 940 国华四期1# 690V 73.3～74.9% 16.8 30 429 906 国华一期10# 690V 98.7% 463.5 234.5 表3 基于BPA程序（采用缺省设置的双馈风机模型参数），对短路试验进行仿真分析，主要得到以下结论： 故障点系统提供的短路电流、张北220kV和110kV 4、5母线、国投满井110kV母线电压跌落幅度等，实测值与仿真值比较接近，最大误差5%。（见BPA）BPA仿