“十三五”期間中東部和南方分散式風電經(jīng)歷了迅猛發(fā)展階段。目前,常規(guī)的分散式風電控制未體現(xiàn)常規(guī)電力系統(tǒng)固有的慣性及調(diào)頻調(diào)壓控制特性,因而無法主動對電網(wǎng)調(diào)控進行支撐。隨著分散式風電并網(wǎng)規(guī)模的日益增加,地區(qū)電網(wǎng)穩(wěn)定性問題愈發(fā)突出,分散式風電主動支撐電網(wǎng)頻率、電壓和穩(wěn)定性調(diào)控等實用化技術得到廣泛關注和重視。
《分散式風電主動支撐電網(wǎng)技術與案例》共分6章,分別介紹了分散式風電發(fā)展現(xiàn)狀和風電對電網(wǎng)電壓和頻率的影響;分散式風電場電壓調(diào)控能力提升技術及案例;分散式風電支撐電網(wǎng)電壓實用化技術及案例;分散式風電支撐電網(wǎng)頻率的實用化技術及案例;分散式風電提升電網(wǎng)功率穩(wěn)定性的實用化技術及案例和提升分散式風電支撐電網(wǎng)能力的儲能技術及案例。
《分散式風電主動支撐電網(wǎng)技術與案例》具有重要的工程指導和參考價值,可供風電并網(wǎng)與控制領域的工程技術人員與研究人員參考和借鑒,也可作為高等院校電氣工程專業(yè)研究生的教學參考書。
大力發(fā)展風電是構建我國清潔低碳安全高效能源體系的重要戰(zhàn)略舉措。近年來,我國中東部和南部地區(qū)內(nèi)陸分散式風電得到了迅猛發(fā)展。新型高比例新能源電力系統(tǒng)形態(tài)已基本形成。電網(wǎng)呈現(xiàn)出弱慣性、低抗擾、弱頻率(弱電壓支撐特性%電網(wǎng)穩(wěn)定性問題愈發(fā)嚴峻,風電消納瓶頸日益突出,給電網(wǎng)調(diào)度運行帶來了新的挑戰(zhàn)。因此,分散式風電主動支撐地區(qū)電網(wǎng)調(diào)控等實用化技術得到廣泛關注和重視。內(nèi)陸分散式風電規(guī);尤肽┒说貐^(qū)電網(wǎng)。但是分散式風電發(fā)電控制并未體現(xiàn)常規(guī)電力系統(tǒng)固有的慣性特性,所接電網(wǎng)的動態(tài)行為和穩(wěn)定機理發(fā)生顯著變化。一方面,內(nèi)陸分散式風電缺乏響應電力系統(tǒng)電壓和頻率的調(diào)壓(調(diào)頻特性,導致其難以向地區(qū)電網(wǎng)提供調(diào)壓和調(diào)頻支撐,極大地限制了高比例風電接入地區(qū)電網(wǎng)的調(diào)節(jié)與抗擾動能力;另一方面,規(guī);
散式風電并網(wǎng)降低了地區(qū)電網(wǎng)的慣性和阻尼%電網(wǎng)新型寬頻振蕩問題逐漸顯現(xiàn)。電網(wǎng)低頻和次同步震蕩問題日益發(fā)生。
本書團隊長期開展內(nèi)陸分散式風電主動支撐電網(wǎng)調(diào)控技術和工程化應用研究工作,取得了一系列工程實踐經(jīng)驗和研究成果。本書介紹的實用化技術和應用實例將為分散式風電并網(wǎng)和管理提供借鑒和參考,有助于推動分散式風電主動支撐電網(wǎng)實用化技術普及。
本書共分6章。第1章介紹了分散式風電發(fā)展現(xiàn)狀和風電對電網(wǎng)電壓和頻率的影響。第2章介紹了分散式風電場電壓調(diào)控能力提升技術及案例。第3章介紹了分散式風電支撐電網(wǎng)電壓實用化技案例。第4章介紹了分散式風電支撐電網(wǎng)頻率的實用化技術及案例。第5章介紹了分散式風電提升電網(wǎng)功率穩(wěn)定性的實用化技術及案例。第6章介紹了提升分散式風電支撐電網(wǎng)能力的儲能技術及案例。
前言
1 概述
1.1 分散式風電發(fā)展概況
1.2 電網(wǎng)無功功率控制與電網(wǎng)自動電壓控制系統(tǒng)
1.2.1 無功功率與電壓的關系
1.2.2 電網(wǎng)自動電壓控制系統(tǒng)
1.2.3 電壓穩(wěn)定性
1.3 分散式風電并網(wǎng)對地區(qū)電網(wǎng)電壓的影響
1.4 分散式風電并網(wǎng)對地區(qū)電網(wǎng)頻率的影響
1.5 小結
2 分散式風電場電壓調(diào)控能力提升技術及案例
2.1 分散式風電建模及其無功電壓控制
2.1.1 雙饋風力發(fā)電系統(tǒng)建模及其無功電壓控制特性
2.1.2 直驅風力發(fā)電系統(tǒng)建模及其無功電壓控制特性
2.2 提升地區(qū)電網(wǎng)電壓穩(wěn)定的分散式風電實用化控制技術
2.2.1 風電場無功調(diào)節(jié)能力實時評估方法
2.2.2 基于阻抗分析法的風電系統(tǒng)并網(wǎng)穩(wěn)定性研究
2.2.3 提升地區(qū)電網(wǎng)靜態(tài)電壓調(diào)節(jié)能力的風電快速電壓控制技術
2.3 現(xiàn)場案例
2.3.1 分散式風電場及其無功補償設備
2.3.2 分散式風電場無功電壓控制策略
2.3.3 分散式山地風電電壓調(diào)節(jié)能力與評估
2.4 小結
3 分散式風電支撐電網(wǎng)電壓實用化技術及案例
3.1 地區(qū)電網(wǎng)AVC系統(tǒng)設計架構
3.1.1 AVC系統(tǒng)控制目標與原則
3.1.2 系統(tǒng)控制架構
3.2 考慮風電無功電壓調(diào)控的地區(qū)電網(wǎng)AVC控制技術
3.2.1 總體控制策略
3.2.2 實時動態(tài)分區(qū)策略
3.2.3 電壓校正控制策略
3.2.4 無功協(xié)調(diào)控制策略
3.2.5 連續(xù)/離散量協(xié)調(diào)策略
3.3 地區(qū)電網(wǎng)AVC系統(tǒng)開發(fā)
3.3.1 數(shù)據(jù)交互設計
3.3.2 系統(tǒng)模型維護模塊設計
3.3.3 系統(tǒng)界面設計
3.4 風電接入電網(wǎng)AVC系統(tǒng)實證應用
3.4.1 實際算例概況
4 分散式風電支撐電網(wǎng)頻率的實用化技術及案例
4.1 控制方式與研究現(xiàn)狀
4.1.1 風力發(fā)電機組功率控制方式
4.1.2 風電參與電網(wǎng)頻率響應技術的研究現(xiàn)狀
4.2 分散式風電支撐電網(wǎng)頻率實用化技術
4.2.1 電力系統(tǒng)的頻率響應特性
4.2.2 風電并網(wǎng)后系統(tǒng)頻率響應特性分析
4.2.3 風電虛擬慣性控制實用化技術
4.3 案例分析
4.3.1 案例概況
4.3.2 風電滲透率對電網(wǎng)頻率響應的影響
4.3.3 虛擬慣性控制結果分析
4.4 小結
5 分散式風電提升電網(wǎng)功率穩(wěn)定性的實用化技術及案例
5.1 風電機組經(jīng)串補并網(wǎng)系統(tǒng)模型
5.1.1 雙饋風電場并網(wǎng)系統(tǒng)結構
5.1.2 直流環(huán)節(jié)數(shù)學模型
5.1.3 串聯(lián)電容補償線路模型
5.2 雙饋風電機組并網(wǎng)系統(tǒng)小信號穩(wěn)定性分析模型
5.2.1 雙饋風電場并網(wǎng)系統(tǒng)狀態(tài)方程組
5.2.2 風電機組并網(wǎng)系統(tǒng)小信號穩(wěn)定性分析
5.2.3 次同步振蕩模態(tài)影響因素分析
5.2.4 案例分析
5.3 基于轉子電流移相平均的次同步振蕩的抑制研究
5.3.1 引言
5.3.2 基于轉子電流移相平均的次同步振蕩抑制研究
5.3.3 案例分析
5.4 小結
6 提升分散式風電支撐電網(wǎng)能力的儲能技術及案例
6.1 概述
6.2 儲能技術的種類和特點
6.3 提升分散式風電電網(wǎng)支撐能力的儲能優(yōu)化配置方法
6.3.1 風儲系統(tǒng)中儲能的接入方式
6.3.2 風儲系統(tǒng)中儲能的容量配置方案
6.4 提升風電支撐電網(wǎng)頻率/電壓的儲能電站主動控制技術
6.4.1 儲能變換器的并網(wǎng)拓撲與基本控制策略
6.4.2 提升風電支撐電網(wǎng)頻率的儲能電站主動控制技術
6.4.3 提升風電支撐電網(wǎng)電壓的儲能電站主動控制技術
6.5 現(xiàn)場測試案例
6.5.1 儲能與新能源電站的主動控制性能測試技術及測試結果
6.5.2 試點運行與應用效果
參考文獻