海上风电风火打捆容量配置及短路比对次同步振荡影响研究

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随着高比例风电的大规模接入,电网运行状况愈加复杂,系统稳定性问题引发研究关注。规划满足稳态要求的风火打捆容量配置是研究此类系统振荡稳定性的重要前提。此外,风火打捆系统存在多场站间耦合和多回线路相互影响问题。若沿用常规的短路比定义作为度量电网强度的指标,并不能对其准确表征。本文以广东电网海上风电发展规划中某潜在风火打捆规划方案为实际背景,对稳态风火容量配置和风火打捆短路比次同步振荡特性两方面展开研究,主要工作如下:首先,在电力系统分析软件PSCAD/EMTDC中建立双海上风电集群与陆上火电打捆外送输电系统的模型,包括详细的永磁直驱风机模型、火电机组模型、风电场等值模型。其次,提出一种基于Weibull风速分布概率密度的风电有效出力率、保证出力率计算方法。在此基础上,针对风电容量大导致火电调峰能力、通道输送能力不足等问题,提出考虑输电通道容量极限的风电、火电、输电线路容量配置计算方法。对典型风火打捆场景,利用当地负荷出力统计数据对所提出的容量配置计算方法的有效性进行验证,最后进行运行模拟分析,对风电容量区间进行精选。最后,在容量配置满足稳态要求的基础上对振荡展开研究。提出一种双海上风电集群接入火电打捆外送场景的短路比计算方法,揭示短路比与次同步振荡的联系。通过理论分析,确定风火打捆短路比的影响因素为系统阻抗、风机配比、风火比例。利用时域仿真,验证了风火打捆并网对系统短路比的提升作用:相较于纯风电外送能减缓短路比降低的速度,该短路比能有效反映次同步振荡稳定性,且各个影响因素对发生次同步振荡的临界短路比的影响比重不同。其中,风机配比对次同步振荡影响比重最小,风火比例的影响比重最大。
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