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近年来,国内风电装机容量呈现快速增长态势。“三北”地区风能比较丰富,而负荷中心远在东南沿海省份,造成了负荷和风能的逆向分布,进而形成了风电大规模汇集、通过高压/特高压交直流输电通道大容量、远距离传输并消纳的开发模式。当因严重故障导致系统发生暂态功角失稳时,振荡中心往往位于长距离交流送出输电通道,因此,在通道上配置解列装置是阻断严重故障对系统冲击的有效手段。风电接入后,其出力的随机波动、低转动惯量、较弱的无功支撑、低故障穿越能力等特性都将影响系统的暂态稳定性,进而与解列装置的动作特性交互影响,解列装置如不能有效动作,可能将导致事故扩大,或解列装置虽动作但可能引起近区风电较大规模脱网,造成系统二次冲击等。风电与外送通道解列的耦合运行风险加大,因此研究风火集中接入的外送通道振荡解列优化配置具有现实意义。
首先,本文建立了双馈风机模型、风场等值模型及不同原理的振荡解列装置模型,并在电力系统仿真软件PSD-BPA上搭建了风火集中接入的单机无穷大系统模型。
然后,基于风火集中接入的单机无穷大系统,利用扩展等面积定则分析了风电接入对系统暂态功角稳定性的影响,在分析不同风电接入位置、风电比例、风电的无功控制模式等多种因素对系统暂态失步特性影响的基础上,分析了上述风电多种因素对振荡解列装置动作的重要特征振荡中心的影响特性。
最后,基于大规模风电接入及外送的西北-新疆交流联网第一、第二通道的实际电网,分析并提出了外送通道振荡解列装置的优化配置建议:1)通过不同风火比例及风电并网位置对振荡中心的影响分析,给出了振荡解列配置位置的优化调整规律;2)仿真分析了多通道解列装置先后动作对电网安全及风电脱网等的影响,提出了多通道连锁解列的优化建议;3)对于多段线路组成的长通道,仿真分析了各段线路解列装置定值相同情况下无差别动作使得风电脱网、造成二次扰动的风险,研究提出了各段解列装置定值差异化设定,缓解风电脱网、提升电网稳定性的措施;4)仿真分析了由于风电故障穿越能力较低,在振荡解列装置动作过程中可能造成的风电脱网的情况,研究提出了风电外送通道配置具有预测功能的快速解列装置的优化措施,加快了通道解列的速度,降低了风电脱网风险。
首先,本文建立了双馈风机模型、风场等值模型及不同原理的振荡解列装置模型,并在电力系统仿真软件PSD-BPA上搭建了风火集中接入的单机无穷大系统模型。
然后,基于风火集中接入的单机无穷大系统,利用扩展等面积定则分析了风电接入对系统暂态功角稳定性的影响,在分析不同风电接入位置、风电比例、风电的无功控制模式等多种因素对系统暂态失步特性影响的基础上,分析了上述风电多种因素对振荡解列装置动作的重要特征振荡中心的影响特性。
最后,基于大规模风电接入及外送的西北-新疆交流联网第一、第二通道的实际电网,分析并提出了外送通道振荡解列装置的优化配置建议:1)通过不同风火比例及风电并网位置对振荡中心的影响分析,给出了振荡解列配置位置的优化调整规律;2)仿真分析了多通道解列装置先后动作对电网安全及风电脱网等的影响,提出了多通道连锁解列的优化建议;3)对于多段线路组成的长通道,仿真分析了各段线路解列装置定值相同情况下无差别动作使得风电脱网、造成二次扰动的风险,研究提出了各段解列装置定值差异化设定,缓解风电脱网、提升电网稳定性的措施;4)仿真分析了由于风电故障穿越能力较低,在振荡解列装置动作过程中可能造成的风电脱网的情况,研究提出了风电外送通道配置具有预测功能的快速解列装置的优化措施,加快了通道解列的速度,降低了风电脱网风险。