風(fēng)電接入電力系統(tǒng)規(guī)劃王偉勝陳默子趙海翔戴慧珠中國電力科學(xué)研究院ChinaElectricPowerResearchInstitute

1風(fēng)電接入電力系統(tǒng)規(guī)劃王偉勝陳默子趙海翔戴慧珠1風(fēng)電接入電力系統(tǒng)研究

穩(wěn)態(tài)潮流計(jì)算及無功/電壓分析（無功補(bǔ)償方案）風(fēng)電接入對(duì)電網(wǎng)短路容量的影響（已有設(shè)備是否需要更新）風(fēng)電接入電力系統(tǒng)后的電網(wǎng)穩(wěn)定性問題

風(fēng)電接入對(duì)電能質(zhì)量的影響

1.風(fēng)電接入的研究內(nèi)容2風(fēng)電接入電力系統(tǒng)研究1.風(fēng)電接入的研究內(nèi)容2風(fēng)電接入電力系統(tǒng)研究(續(xù))

風(fēng)電接入對(duì)電網(wǎng)備用水平的要求（電力系統(tǒng)某些方式下的調(diào)峰能力對(duì)風(fēng)電接入容量的限制）風(fēng)電場最嚴(yán)重的投切過程對(duì)電網(wǎng)頻率及區(qū)域間交換功率影響電網(wǎng)中給定節(jié)點(diǎn)的風(fēng)電最大接入容量分析風(fēng)電/水電聯(lián)合運(yùn)行風(fēng)電接入電力系統(tǒng)的經(jīng)濟(jì)性分析與有關(guān)政策研究

1.風(fēng)電接入的研究內(nèi)容3風(fēng)電接入電力系統(tǒng)研究(續(xù))1.風(fēng)電接入的研究內(nèi)容32.CEPRI在風(fēng)電接入系統(tǒng)領(lǐng)域的研究工作分析工具電力系統(tǒng)分析綜合程序(PSASP),CEPRIDIgSILENT/Powerfactory,GermanyPSCAD/EMTDCWindPro，WAsP其他軟件42.CEPRI在風(fēng)電接入系統(tǒng)領(lǐng)域的研究工作分析工具3.吉林省電網(wǎng)風(fēng)力發(fā)電接入能力研究

研究目的

根據(jù)吉林省風(fēng)能資源數(shù)據(jù)、電源和電網(wǎng)現(xiàn)狀及發(fā)展規(guī)劃數(shù)據(jù)，在研究吉林省電網(wǎng)結(jié)構(gòu)和負(fù)荷需求、吉林省電網(wǎng)發(fā)展風(fēng)電的經(jīng)濟(jì)性等基礎(chǔ)上，分析吉林省電網(wǎng)風(fēng)力發(fā)電接入能力，促進(jìn)風(fēng)電在吉林省內(nèi)健康和有序地發(fā)展。

53.吉林省電網(wǎng)風(fēng)力發(fā)電接入能力研究

研究目的52007年規(guī)劃電網(wǎng)結(jié)構(gòu)及風(fēng)場接入情況Interface3.吉林省電網(wǎng)風(fēng)力發(fā)電接入能力研究62007年規(guī)劃電網(wǎng)結(jié)構(gòu)及風(fēng)場接入情況Interface3.研究水平年2007年。通榆縣團(tuán)結(jié)風(fēng)電場一期特許權(quán)項(xiàng)目（裝機(jī)容量200MW）建成并網(wǎng)，接入洮南一次變。

2008年。500kV松原變建成、白洮環(huán)網(wǎng)從長山廠摘出接入松原變220kV側(cè)。白城電網(wǎng)結(jié)構(gòu)發(fā)生變化。2010年。通榆縣團(tuán)結(jié)風(fēng)電場特許權(quán)項(xiàng)目全部建成并網(wǎng)（總裝機(jī)容量共400MW。白城地區(qū)風(fēng)電接入容量至少將達(dá)到690MW)。3.吉林省電網(wǎng)風(fēng)力發(fā)電接入能力研究

7研究水平年3.吉林省電網(wǎng)風(fēng)力發(fā)電接入能力研究

74.1風(fēng)能資源及風(fēng)電場出力的相關(guān)性分析各風(fēng)電場出力概率分布圖ProbabilityDistributionhistogramofwindfarmsoutput

日負(fù)荷變化與風(fēng)電場出力相關(guān)性等效負(fù)荷曲線84.1風(fēng)能資源及風(fēng)電場出力的相關(guān)性分析各風(fēng)電場出力概率分3.1風(fēng)能資源及風(fēng)電場出力的相關(guān)性分析

分析結(jié)果

風(fēng)電場運(yùn)行在低出力水平下的概率最大，70%的概率下風(fēng)場出力低于額定出力的40%。大多數(shù)時(shí)段，風(fēng)電場的出力與負(fù)荷變化規(guī)律相反。負(fù)荷高峰時(shí)，風(fēng)電場出力較小；負(fù)荷低谷時(shí)，風(fēng)電場出力較大。風(fēng)電場并網(wǎng)發(fā)電，常常使等效負(fù)荷峰谷差增大。93.1風(fēng)能資源及風(fēng)電場出力的相關(guān)性分析

分析結(jié)果94.2潮流計(jì)算及電網(wǎng)問題分析冬大方式白城電網(wǎng)各變電站母線P～V曲線圖104.2潮流計(jì)算及電網(wǎng)問題分析冬大方式白城電網(wǎng)各變電站母線3.2潮流計(jì)算及電網(wǎng)問題分析冬腰方式白城電網(wǎng)各變電站母線P～V曲線圖113.2潮流計(jì)算及電網(wǎng)問題分析冬腰方式白城電網(wǎng)各變電站母線3.2潮流計(jì)算及電網(wǎng)問題分析冬小方式白城電網(wǎng)各變電站母線P～V曲線圖123.2潮流計(jì)算及電網(wǎng)問題分析冬小方式白城電網(wǎng)各變電站母線3.2潮流計(jì)算及電網(wǎng)問題分析計(jì)算小結(jié)風(fēng)電場接入白城電網(wǎng)后其出力改變了白洮電網(wǎng)的潮流流向；為當(dāng)?shù)刎?fù)荷提供了部分電力；適量接入風(fēng)電對(duì)改善電網(wǎng)電壓水平有利。風(fēng)電場接入對(duì)電網(wǎng)電壓的影響只限于接入風(fēng)電的電網(wǎng)局部地區(qū)，對(duì)遠(yuǎn)方地區(qū)電壓水平影響較小。冬腰方式下，白城～長春斷面上外送的電力最大。當(dāng)風(fēng)電場滿發(fā)時(shí)，斷面上的幾條線路處于高負(fù)載率運(yùn)行狀態(tài)。133.2潮流計(jì)算及電網(wǎng)問題分析計(jì)算小結(jié)133.3風(fēng)電接入后電網(wǎng)N-1靜態(tài)安全分析計(jì)算小結(jié)長山廠任何一臺(tái)發(fā)電機(jī)組退出運(yùn)行不會(huì)影響白城電網(wǎng)電壓水平及電網(wǎng)正常運(yùn)行。白洮電網(wǎng)線路N-1時(shí)，電壓水平大大降低，即使是在風(fēng)電能夠提供部分出力時(shí)，地區(qū)的電壓穩(wěn)定性也很難保證，比較可靠的解決辦法只能是聯(lián)切白洮電網(wǎng)部分負(fù)荷。冬腰和冬大方式，風(fēng)電場出力較高時(shí)，白城～長春斷面任意一條聯(lián)絡(luò)線故障切除后退出運(yùn)行時(shí)，可以通過遠(yuǎn)方聯(lián)切風(fēng)電場或長山廠機(jī)組保證斷面上線路不過載。冬大和冬腰方式，白城～長春斷面線路的開斷會(huì)引起扶余變、五棵樹變、前郭變和農(nóng)安變電壓偏低，應(yīng)在扶余變和前郭變?cè)黾舆m當(dāng)容量的低壓電容器組（10MVar）143.3風(fēng)電接入后電網(wǎng)N-1靜態(tài)安全分析計(jì)算小結(jié)143.3風(fēng)電接入后電網(wǎng)短路容量變化變電站節(jié)點(diǎn)風(fēng)電退出運(yùn)行風(fēng)電全發(fā)（400MW）合心22015346.8515611.73長山2204891.355510.12長嶺2201316.431317.44前郭2202373.452435.91大安2202555.682979.21鎮(zhèn)賚2201173.701645.15白城2201141.311869.79洮南220873.871501.66團(tuán)結(jié)220582.661304.16風(fēng)電場附近母線的短路容量在風(fēng)電發(fā)電與不發(fā)時(shí)相差較大，而離風(fēng)電場較遠(yuǎn)的母線短路容量幾乎不受影響。153.3風(fēng)電接入后電網(wǎng)短路容量變化變電站節(jié)點(diǎn)風(fēng)電退出運(yùn)行風(fēng)3.3風(fēng)電接入對(duì)電網(wǎng)暫態(tài)穩(wěn)定性影響風(fēng)電場不同裝機(jī)水平下極限故障清除時(shí)間(s)50MW容量以下風(fēng)場（MW）團(tuán)結(jié)風(fēng)電場（MW）長山廠～大安變000.22020000.225200500.2272001000.2292001500.2322002000.231隨著風(fēng)電場裝機(jī)容量的增加，臨界故障清除時(shí)間略有增加，但當(dāng)所有風(fēng)電場總裝機(jī)大于350MW時(shí)，臨界故障清除時(shí)間隨之減小。163.3風(fēng)電接入對(duì)電網(wǎng)暫態(tài)穩(wěn)定性影響風(fēng)電場不同裝機(jī)水平下極3.3風(fēng)電接入對(duì)電網(wǎng)暫態(tài)穩(wěn)定性影響實(shí)際故障清除時(shí)間小于極限故障清除時(shí)間，穩(wěn)定。173.3風(fēng)電接入對(duì)電網(wǎng)暫態(tài)穩(wěn)定性影響實(shí)際故障清除時(shí)間小于極3.3風(fēng)電接入對(duì)電網(wǎng)暫態(tài)穩(wěn)定性影響小結(jié)基于雙饋異步發(fā)電機(jī)的風(fēng)電機(jī)組的暫態(tài)穩(wěn)定特性要好于同步發(fā)電機(jī)。白城地區(qū)任一線路發(fā)生三相短路故障，線路保護(hù)動(dòng)作，在故障后0.12s切除故障線路；白城電網(wǎng)能保持暫態(tài)穩(wěn)定。

183.3風(fēng)電接入對(duì)電網(wǎng)暫態(tài)穩(wěn)定性影響小結(jié)183.4吉林電網(wǎng)調(diào)峰能力對(duì)風(fēng)電接入的影響

小結(jié)

吉林省冬季負(fù)荷的峰谷差大，低谷小負(fù)荷時(shí)所有火電機(jī)組出力幾乎已經(jīng)降低至火電機(jī)組出力的下限值，整個(gè)吉林電網(wǎng)只有少量負(fù)的調(diào)節(jié)容量。2007年冬小方式下，當(dāng)風(fēng)電出力達(dá)到250MW時(shí)，吉林省內(nèi)所有火電機(jī)組出力都已達(dá)下限值。嚴(yán)重情況下考慮吉林電網(wǎng)的調(diào)峰能力只能接納不到30萬的風(fēng)電。193.4吉林電網(wǎng)調(diào)峰能力對(duì)風(fēng)電接入的影響

小結(jié)193.5風(fēng)電場動(dòng)態(tài)投切過程對(duì)電網(wǎng)影響計(jì)算內(nèi)容

額定風(fēng)速時(shí)團(tuán)結(jié)風(fēng)電場在300s內(nèi)從零功率切入至200MW出力運(yùn)行團(tuán)結(jié)風(fēng)電場在200MW運(yùn)行狀態(tài)突然異常切出（可以是風(fēng)速超出風(fēng)電機(jī)組的切機(jī)風(fēng)速或線路保護(hù)誤動(dòng)切出整個(gè)風(fēng)電場等原因）203.5風(fēng)電場動(dòng)態(tài)投切過程對(duì)電網(wǎng)影響計(jì)算內(nèi)容203.5風(fēng)電場動(dòng)態(tài)投切過程對(duì)電網(wǎng)影響風(fēng)電場切入切出引起的省際聯(lián)絡(luò)線交換功率變化風(fēng)電場切入切出引起的頻率變化WindfarmcutinWindfarmcutinWindfarmcutoffWindfarmcutoff213.5風(fēng)電場動(dòng)態(tài)投切過程對(duì)電網(wǎng)影響風(fēng)電場切入切出引起的省3.5風(fēng)電場動(dòng)態(tài)投切過程對(duì)電網(wǎng)影響小結(jié)風(fēng)電場冬大方式下的切出與冬小方式下的切入是風(fēng)電場動(dòng)態(tài)過程中最為嚴(yán)重的兩種擾動(dòng)情況，不會(huì)影響吉林電網(wǎng)的安全運(yùn)行。風(fēng)電場切入切出導(dǎo)致的頻率變化滿足正常運(yùn)行的要求，但是引起的省間聯(lián)絡(luò)線交換功率的變化會(huì)違反協(xié)議。

223.5風(fēng)電場動(dòng)態(tài)投切過程對(duì)電網(wǎng)影響小結(jié)223.6洮南變最大風(fēng)電接入容量P～V曲線與火電廠的無功儲(chǔ)備風(fēng)電場兩級(jí)升壓變及送出線路無功損耗233.6洮南變最大風(fēng)電接入容量P～V曲線與火電廠的無功儲(chǔ)備4.風(fēng)電接入電力系統(tǒng)研究有待進(jìn)一步研究的幾個(gè)問題風(fēng)電機(jī)組與風(fēng)電場模型/參數(shù)，特別是機(jī)組與風(fēng)電場的控制系統(tǒng)，理論研究與仿真基于實(shí)測(cè)數(shù)據(jù)的風(fēng)電機(jī)組/風(fēng)電場建模與參數(shù)辨識(shí)電力系統(tǒng)規(guī)劃中風(fēng)電場的考慮方法(容量價(jià)值)風(fēng)電場接入電力系統(tǒng)的經(jīng)濟(jì)效益評(píng)價(jià)244.