风电场接入电力系统技术规定

gg336x280();-109.jpg" alt="风电场接入电力系统技术规定" />

迟永宁

中国电力科学研究院新能源研究所

2011.01.08

主要内容要

容

第一部分标准修编背景

第部分风电接入对电网电压的影响及电压控制第二部分

第三部分风电场低电压穿越要求与实现第四部分风电场低电压穿越测试与验证第五部分标准内容

gg336x280();3-1080-0-715-1080.jpg" alt="风电场接入电力系统技术规定" />

第

部分第一部分标准修编背景

1.1中国风电发展

2009, 风电总装机容量25805.3MW ，全球第二。

数据来源：CWEA

gg336x280();6.jpg" alt="风电场接入电力系统技术规定" />

1.1中国风电发展

2020年，风电装机达到1.6亿千瓦。

东北电网

西北电网

华北电网

西藏

华中电网

华东电网

千万千瓦风电基地

南方电网

台湾

1.2

风电国家标准的产生

z

2005年12月12日，我国首我国首个风电场并网的指导性技术文件《风电场接入电力系统技术规定》GB/Z19963-2005颁布实行。

考虑到当时的风电规模、机组制造水平，适当降低了对风电的要求，仅提出一些原则性的规定。

z

1.3

风电并网的技术问题

约束风电并网的技术问题

¾¾¾

局部电网网架结构薄弱网内其他电源运行灵活性不足

风力发电机组/风电场运行技术水平较低

（风电并网标准解决的问题）

1.4

国际上风电并网标准的发展经验

国际风电并网要求的经验：

¾

目前美国、加拿大、德国、西班牙、丹麦、爱尔兰等欧美风电发达国家都具有各自的风电场接入电力系统的技术规定或风电并网标准，并随着风电的发展不断地对其进行修订升级，对于风电场及风电机组的技术要求也有相应变化。

¾

希望风电成为一种能预测、能控制、抗干扰的优质电源，电网友好电源。

1.5

并网标准的修编背景

¾根据风电并网发展形势、实际出现的问题及技术需求提出对风电场接入电力系统的技术要求。

¾国家标准从指导性技术文件，升级为国家推荐性标准。

¾国家标准化管理委员会下达的2009第二批标准修订计划。（计划编号20091428－T－613）

¾全国电力监管标准化技术委员会归口管理。

¾中国电力科学研究院、龙源电力集团股份有限公司、南方电网技术研究中心、中国电力工程顾问集团公司共同编制。

gg336x280();iy=715-1080.jpg" alt="风电场接入电力系统技术规定" />

第二部分

风电接入对电网电压的影响

及电压控制

2风电场接入对电网电压的影响及电压控制由于发电功率变化引起的电压波动必须在可以接受的范围内电压波动取决于¾发电功率¾功率因数¾网络阻抗Pg Qg S1=P1+jQ1ΔPRΔQL S2=P2+jQ2无穷大系统

Z R jX Z=R+jXU1∠δ°

Qgc

QC/2

QC/2

U 2∠0°

2 风电场接入对电网电压的影响及电压控制

改善方案

¾可调节的无功补偿设备(投切的并联电容器组，SVC，STATCOM) 可调节的无功补偿设备(投切的并联电容器组，SVC，STATCOM)

-成本高

¾具有电压控制能力的风电机组

-双馈感应电机

-全功率变频器的同步机组

¾自动变压器分节头调节

2.1电压稳定性影响(案例1)至哈密安西酒泉279

玉门风电1110MW

甘肃电网750规划网架结构

安西风电 4050MW

372

金昌

194至西宁

永登至白银

5160MW风电接入对甘肃电网的影响

2.1电压稳定性影响(案例1)1.10 1.06 1.02 0.98 0.94 0.90 0 1000 x-Axis:风电场总出力: MW安西330kV母线:电压(pu)瓜州330:电压(pu)玉门镇330kV母线:电压(pu) 1.08 1.05 1.02 0.99 0.96 0.93 0 1000 x-Axis:风电场总出力: MW安西750kV母线:电压(pu)酒泉750kV母线:电压(pu)金昌750kV母线:电压(pu) 2000 3000 2000 3000DIgSILENT

考虑固定串补方案。西北750系统采用固定高抗甘肃风电总出力超 200万， 750kV系统电压越下限，超 260万时，出现电压崩溃。万时出现电压崩溃

2.1电压稳定性影响(案例1)1.07 1.06 1.05 1.04 1.03 1.02 0 1000 2000 x-Axis:风电场总出力: MW安西330kV母线:电压(pu)瓜州330:电压(pu)玉门镇330kV母线:电压(pu) 1.08 1.07 1.06 1.05 1.04 0 1000 2000 x-Axis:风电场总出力: MW安西750kV母线:电压(pu)酒泉750kV母线:电压(pu)金昌750kV母线:电压(pu) 3000 4000 5000 3000 4000 5000DIgSILENT

考虑固定串补方案。西北 750系统采用可控高抗。不同风电出力情况下，由于 750系统电压发生变化，采用高抗随电压投切策略控制。风电可在 400万范围内运行，750系统电压可保证。

但是，………...

2.1电压稳定性影响(案例1)西北750kV系统即使采用了固定串补和可控高抗，高风电出力时，电网电压稳定裕度仍很低。1.04 1.1DIgSILENT

0.98 1.0 0.93

甘肃风电总出力大于 400万，若进一步增大时电压失稳大规模时，电压失稳。大规模风电接入运行时，系统调压面临极大压力。

0.87 0.9 0 81 0.81

0.75 4090 4130 4170 4210 4250 x-Axis:风电场总出力: MW安西330kV母线:电压(pu)瓜州330:电压(pu)玉门镇330kV母线:电压(pu)

4290

0.8 4090 4130 4170 4210 4250 x-Axis:风电场总出力: MW安西750kV母线:电压(pu)酒泉750kV母线:电压(pu)金昌750kV母线:电压(pu)

即使是超高压系统，传输风电功即使是超高压系统传输风电功率太大时，电压仍受到很大影响

4290