风火打捆直流外送系统直流故障引发风机脱网的问题研究_屠竞哲

基于储能装置的风火打捆直流输电系统稳定性研究赛亚勒·阿布都力江;王海云;武家辉【摘要】当电网侧发生故障或负荷突变时,大规模风电并网直流输电系统的可靠性和稳定性受到冲击.针对系统的安全、稳定运行,文章提出在受端配置超导储能装置(SMES)的风火打捆经直流输电并网拓扑结构.基于双馈风力发电机组和VSC-HVDC系统设计了SMES的控制策略.受端电网发生短路故障或负荷突变时,超导储能装置能保证电网受到干扰后快速恢复,在向系统补偿无功功率的同时提供一定有功支撑,克服故障带给系统的不利影响.通过DIgSILENT软件仿真结果表明:该方案能够有效控制电源侧和电网侧母线电压和频率,改善并网风电场暂态稳定能力以及故障穿越能力,能更好地保证并网系统可靠、稳定运行.【期刊名称】《可再生能源》【年(卷),期】2016(034)002【总页数】5页(P203-207)【关键词】SMES;风火储打捆;VSC-HVDC;暂态稳定【作者】赛亚勒·阿布都力江;王海云;武家辉【作者单位】新疆大学电气工程学院教育部可再生能源发电与并网控制工程技术研究中心,新疆乌鲁木齐830047;新疆大学电气工程学院教育部可再生能源发电与并网控制工程技术研究中心,新疆乌鲁木齐830047;新疆大学电气工程学院教育部可再生能源发电与并网控制工程技术研究中心,新疆乌鲁木齐830047【正文语种】中文【中图分类】TM743我国大规模风电基地远离负荷中心，导致风电须要输送到远距离负荷中心进行消纳[1]。

风能具有波动性和间歇性，无法单独远距离输送[2]，风电与火电捆绑进行输送是一种热门的研究方法。

储能技术[3]～[5]应用于风电，提高大规模风电基地输出功率的可控性是一种重要的解决途径。

文献[5]对超导储能系统（SMES）的运行原理及其提高系统暂态稳定性进行了研究并提出了有功、无功功率综合控制策略。

文献[6]分析了跟踪计划出力和削峰填谷等风储联合控制模式，指出了风储最优容量配置。

大规模风火打捆经串补送出系统的ＳＳＯ问题研究周振富（南宁富联富桂精密工业有限公司）摘　要：大规模风火打捆经串补输电系统易发生次同步振荡（ＳＳＯ），导致向电网传输振荡功率，严重影响电力系统的稳定性。

针对这一问题，本文首先建立了大规模火打捆经串补输电系统的结构，确定了双馈感应发电机（ＤＦＩＧ）构造的风电场与汽轮机构造的火电厂的容量比；其次，推导了ＤＦＩＧ的数学模型，并以此为根据设计了双变流器的控制策略；再次，研究了串补引起的双馈风电场ＳＳＯ问题，推导了风电场功率的数学模型，研究了大规模风火打捆经串补输电系统发生ＳＳＯ的路径；最后，针对外送系统的功率振荡问题，提出了相应的抑制手段。

关键词：风力发电；风火打捆；次同步振荡；振荡功率抑制０　引言大力发展风电产业是推进可持续发展，建设“新型电力系统”的重要途径之一。

新能源电力分布通常存在“源 荷”角度上的空间错位，因此需采用长距离输送满足用电的需求［１］。

然而，在长距离输电中随着串联补偿电容器接入电网，其与新能源发电中电力电子功率器件相互作用，致使新能源发电系统次同步振荡（Ｓｕｂ ｓｙｎｃｈｒｏｎｏｕｓｏｓｃｉｌｌａｔｉｏｎ，ＳＳＯ）问题频发，严重时将会造成风火打捆外送系统产生振荡，引起大规模停电事故的发生［２ ３］。

２０１５年，新疆哈密地区的风电场发生ＳＳＯ，导致距风电场２００ｋｍ外的火电机组发生扭振，严重影响了电力系统的稳定性［４ ５］。

相关文献研究表明，电力系统ＳＳＯ的产生机理复杂且呈现长距离传播的特征［６ ７］。

现有文献主要聚焦于单一风电场发生ＳＳＯ的情况，对于风火打捆外送系统发生ＳＳＯ的问题缺乏深入研究。

针对上述问题，本文围绕以下内容展开研究：（１）设计了风火打捆外送的拓扑结构，确定了风电场与火电机组的容量比。

（２）推导了风力发电机的数学模型，并以此为根据设计了风力发电的控制策略，同时推导了串补对风电机组的影响。

（３）梳理了风火打捆外送系统发生ＳＳＯ的路径，并提出了风火打捆外送系统ＳＳＯ的抑制手段。

风火打捆交直流外送系统区域间输电能力评估毛峰;桂前进;王磊;罗利荣;徐瑞翔;刘少凡;赵文亨【摘要】风火打捆交直流外送是一种重要的输电形式,风电出力的波动性以及交直流混联的输电方式对其区域间输电能力的计算提出了新的要求.首先建立了风火打捆经交直流输电通道送往同一受端区域的系统模型;考虑到系统无功充裕度问题,建立了基于改进连续潮流算法的最大输电能力(TTC)计算模型,完成了对其单一样板值的快速求取;在此基础上,综合考虑风电固有的波动特性以及系统内各种不确定因素,采用非序贯蒙特卡洛仿真法对区域间输电能力进行概率评估,并通过实际算例进行验证,发现交直流混联的输电形式可以提高系统的区域输电能力,在合理范围内通过增加风火打捆比例可以提高区域间输电能力,但是当风火打捆比例较高时,只有对现有网架结构进行改造升级,提高线路的输电容量,才能进一步提高系统的TTC水平.【期刊名称】《中国电力》【年(卷),期】2019(052)001【总页数】7页(P69-75)【关键词】风火打捆;交直流;改进的连续潮流算法;非序贯蒙特卡洛仿真法;最大输电能力【作者】毛峰;桂前进;王磊;罗利荣;徐瑞翔;刘少凡;赵文亨【作者单位】国网安徽省电力有限公司安庆供电公司,安徽安庆 246000;国网安徽省电力有限公司安庆供电公司,安徽安庆 246000;国网安徽省电力有限公司,安徽合肥 230000;国网安徽省电力有限公司安庆供电公司,安徽安庆 246000;国网安徽省电力有限公司安庆供电公司,安徽安庆 246000;国网安徽省电力有限公司安庆供电公司,安徽安庆 246000;华北电力大学电气与电子工程学院,河北保定 071003【正文语种】中文【中图分类】TM720 引言中国规划建设的大型风电基地和传统火电基地在分布地区上高度重叠，且两种能源均需要大规模、远距离输送至负荷中心，采用“风火打捆”交直流外送的方式是有效的解决手段，但风电出力的波动性以及交直流混联的新型输电方式对区域输电能力的计算提出了新的要求。

风火打捆直流外送系统输电能力研究董雪涛（国家电网有限公司西北分部，陕西西安710048）摘要：随着大规模新能源并网和特高压交直流工程的投运，风火打捆直流外送系统稳定特性发生变化。

研究了风火打捆直流外送系统和直流输电系统数学模型，介绍了送端系统发生直流闭锁故障后的直流和风电机组暂态特性，并以我国某送端电网为例，分析了风火比例和交直流耦合特性对风火打捆系统外送能力的影响。

仿真结果表明，系统动稳问题显著，断面外送能力受制于系统阻尼特性，随着风电占比的提高，系统外送能力将大幅降低。

关键词：风火打捆；直流闭锁；暂态特性；动态特性中图分类号：TM712文献标志码：A文章编号：1671-0320（2024）02-0006-050引言目前，我国新能源产业处于高速发展时期，同时伴随着特高压交直流输电工程的大规模建设及区域网架补强，我国重大新能源产业基地逐渐形成以风火打捆为主的直流外送系统，其网架结构、电源结构及运行方式等变化导致的暂态稳定和动态稳定问题直接影响了重要断面输电能力及主要振荡模式。

从动态稳定角度分析，风电大发方式下系统安全稳定裕度将大幅降低，容易引发低频振荡问题[1-3]。

文献[4]从阻尼转矩的角度分析了互联电网的低频振荡；文献[5]围绕系统非线性特性和大规模风电接入改变了电网阻尼特性，分析了考虑非线性后的低频振荡机理。

从功角稳定角度分析，由于风电机组与常规机组的控制差异性，也使得大规模风电接入后的系统功角特性发生改变[6-8]。

文献[9]针对大规模双馈风机集中接入的风火打捆系统，基于等面积定则分析了双馈风机对系统暂态功角稳定性的影响；文献[10]分析了风火打捆系统的交直流耦合特性，指出直流配套火电投运将吐哈外送断面问题由动态稳定转变为暂态稳定。

对于我国部分地区处在建设阶段的交直流混联电网而言，其存在弱联性和远距离输电的情况。

因此，有必要分析风火打捆直流外送系统的稳定特性。

本文针对风火打捆直流外送系统，研究了风火打捆系统模型和直流输电系统数学模型，分析了发生直流闭锁故障后的直流系统和风电机组暂态特性，并以我国某风火打捆交直流混联电网为例，分别从不同风火比例、直流功率的维度分析其对系统交直流外送能力的影响。

风电汇集系统连锁脱网事故影响因素分析
柴海棣;赵晓艳;魏超;张征正
【期刊名称】《中国电力》
【年(卷),期】2015(0)9
【摘要】我国风电以集中接入、远距离输送为主要开发方式,随着风电并网容量快速增长,风电运行事故也呈现上升的态势,特别是近年,已发生多起连锁脱网事故.以某典型风电汇集系统发生的连锁脱网事故为研究案例,从系统网架结构、设备性能、运行方式、无功电压控制等因素着手,系统地分析它们对连锁脱网事故的影响,及相互递进关系,分析结果对于风电汇集系统连锁脱网研究和防范具有参考意义.
【总页数】6页(P134-139)
【作者】柴海棣;赵晓艳;魏超;张征正
【作者单位】中国华电集团新能源技术中心,北京 101031;北京建筑大学成人教育学院,北京 100044;中国华电集团新能源技术中心,北京 101031;中国华电集团公司,北京 100031
【正文语种】中文
【中图分类】TM614
【相关文献】
1.防止风电机组连锁脱网事故的动态无功备用需求分析 [J], 李亚龙;但扬清;朱艳伟;刘文颖;蔡万通
2.风电场内风电机组连锁脱网机理与低电压穿越能力研究 [J], 向昌明;范立新;蒋一
泉;顾天畏;顾伟
3.大规模风电汇集地区风电机组高电压脱网机理 [J], 杨金刚;吴林林;刘辉;梁玉枝;李群炬
4.大规模风电机组连锁脱网事故机理探究 [J], 寇明华
5.大规模风电机组连锁脱网事故机理初探 [J], 赵志刚;刘显旭
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风电机组脱网原因与处理对策探讨现阶段，我国大力发展绿色能源，风电产业发展迅速。

将风电机组并入电网以后，实现了能源的稳定供给，这项工作对于促进能源的绿色化和可持续化利用有着积极的意义。

在实际的发电过程中，由于多种因素的影响，时常会出现风电机组脱网现象，技术人员应该针对可能产生的原因制定合理的解决对策，保证供电的稳定性。

文章就风电机组脱网原因与处理对策进行了详细的讨论。

标签：风电机组；脱网原因；处理对策1 大规模风电机组脱网原因脱网现象是一个长期累积的过程，并不是突然之间产生的结果，脱网现象的出现对电网的正常运转造成了较大的影响，导致风电机组脱网的原因有多种，主要包括以下几个方面：1.1 风力发电机组低压穿越能力缺失如果风电机组在并网的情况下运转，如果低压穿越能力不足，会出现机组脱网现象。

目前，很大一部分风电机组都不具有低压穿越能力，当系统电压约为额定电压的百分之七十时，就会出现脱网。

个别风电场尝试建立低压穿越能力，但是调试并没有取得成功，所以，当发现机组运行中出现故障时，就会导致机组脱网。

由于多数风机并没有低电压穿越能力，风机的主要控制与调节参数、变流设备的定值不能与低电压穿越能力相匹配，还有一些风电机组尽管具有相应的低电压穿越能力，但是没有经过专业检测部门的检测以及认证，一些低电压穿越能力仅适用于三相对称的电压。

如果一些电网中经常出现不对称的电压降，则电压下降为原来的百分之八十。

1.2 無功调节能力不足很多设备并不具有充足的无功调节能力，包括动态调节，导致无功补偿设备不够灵敏，反应时间很长，有时甚至大于几分钟，不能够保证电网的稳定运行。

如果在这样的条件下风电机组低压穿越不成功，则会导致机组脱网。

脱网发生以后，电压数值迅速升高，基于设备的过电压保护程序，电机就会停止运转，出现脱网。

现阶段，大部分风电机组不具备动态的调节功能，基本都是在功率因数恒定的状态下工作，一旦将程序中的电压值进行调整，就要利用无功补偿设备，可是，很多无功补偿设备由于容量不足，不能很好的发挥作用，调节速度较慢，不能够实现电网正常运转的需要。

试论风电机组脱网原因及对策现阶段风电机组已经呈现大规模的并网趋势，机组脱网问题也在这一过程中日渐明显，因此现阶段电网工作面对的主要问题就是如何实现较为稳定的安全运行。

在实际分析脱网原因以及内在机理的过程中我们可结合风电机组脱网实例进行，风电设备的安全性能技术指标以及运行管理等方面所存在的问题可在这一过程中得到直观体现，然后针对其中存在的问题提出科学建议是改善上述问题的重要手段。

标签：风力发电；风电机组；脱网现阶段风电作为一种全新的清洁能源受到世界各国的广泛重视。

其开发工作具有规模化以及商业化的特征，在大规模风电的影响下电力系统安全运行受到前所未有的挑战。

我国最早于2011年出现电机组脱网现象，这也可说明机组在各方面所存在的问题，其中主要涉及到技术标准设计以及运行管理等。

我们在实际制定改善风电机组脱网现象的措施过程中必须注意充分结合风电设备安全性能以及技术指标等问题。

一、大规模风电汇集系统特点分散接入以及集中接入是现阶段风电场接入输电网所使用的两种主要形式。

也就是说在实际接入电网的过程中，我们必须结合实际情况实现对上述方式的科学选择，通过分析风电运行情况后我们可以发现结束方式对风电的技术指标以及运行控制提出较高要求，这需要我们必须在提高重视程度的基础上借助必要的措施与手段措施上述目标得以顺利实现。

风力发电具备相当明显的随机性与间歇性，风电机组有功出力与风速之间存在着不可分割的密切联系，也就是说在风速不断变化的过程中风电机组的于无功出力也会出现不同程度的变化。

在有功潮流的不断影响之下，风电汇集系统会出现较大幅度的变化，这也是导致汇集系统较大幅度的无功损耗变化以及电压变化出现的主要原因。

受到电压大幅度波动的影响，各个风电场也必须及時的调整与投切无功设备。

因此封面汇集系统电压的持续大幅波动现象不会得到改善，这也是运行控制难度不断加大的主要原因。

二、风电机组脱网暴露的问题我们主要结合2011年上半年所发生的风景机组脱网事件对其进行分析，这是近几年来最集中爆发的一次事故。

风火打捆比例对直流孤岛系统稳定性影响的研究沙志成;王艳;郑帅【摘要】风火打捆特高压直流外送是未来开发全球清洁能源资源的重要方式之一,其稳定特性研究值得重视.从跟随风电功率变化的角度提出了风电与火电容量配比方案,然后在考虑风电出力概率的基础上提出了不同的配比方案.通过仿真对比分析研究了两种风火配置比例对送端孤岛系统稳定性的影响.结果表明:风火打捆比例由1:2降低为1:1.5后,送端电源调节能力和等值机械转动惯量有所降低,直流系统发生故障失去部分功率后,系统频率上升幅度和系统功角首摆幅度相应增加,增大了系统失稳的风险.%Wind-thermal-bundled power transmission by UHVDC system is regarded as one of feasible ways on development of global clean energy in the future and its characteristics of stability should be paid attention to.Different wind-thermal installed capacity ratio is proposed with the wind from the change of power angle and in consideration of the probability for wind power output.The effect of two kinds of proportion on the stability of the sending end islanded system is comparatively analyzed by the simulation.Regulating ability of sending end power and equivalent mechanical rotational inertia would be lower when wind-thermal installed capacity ratio decreased from 1:2 to 1:1.5.Under DC power system disturbances and loss of parts of power,there is a slight increase in ascending amplitude of system firequency and power-angle fluctuation,risk of system destabilization will rise accordingly.【期刊名称】《电力系统保护与控制》【年(卷),期】2017(045)014【总页数】7页(P148-154)【关键词】风火打捆;特高压直流;孤岛运行方式;稳定【作者】沙志成;王艳;郑帅【作者单位】山东电力工程咨询院有限公司,山东济南250013;国网山东省电力公司经济技术研究院,山东济南250002;山东电力工程咨询院有限公司,山东济南250013【正文语种】中文随着国民经济的快速增长，如何保障能源的可持续供给是中国面临的重要挑战。

《风火打捆外送系统的暂态稳定性研究》篇一一、引言随着现代社会的快速发展，电力系统的稳定性和可靠性变得越来越重要。

风火打捆外送系统作为电力系统的重要组成部分，其暂态稳定性研究对于保障电力系统的安全运行具有重要意义。

本文旨在研究风火打捆外送系统的暂态稳定性，分析其影响因素，并提出相应的优化措施。

二、风火打捆外送系统概述风火打捆外送系统是指将风力发电和火力发电进行打捆，通过输电线路将电能输送到远方的一种电力系统。

该系统具有可再生能源与常规能源互补、提高能源利用效率等优点，在电力系统中得到了广泛应用。

然而，由于风力发电的间歇性和不确定性，以及火力发电的稳定性问题，风火打捆外送系统的暂态稳定性面临一定的挑战。

三、暂态稳定性研究方法暂态稳定性研究主要采用仿真分析和数学建模等方法。

首先，建立风火打捆外送系统的数学模型，包括风力发电模型、火力发电模型、输电线路模型等。

然后，通过仿真软件对系统进行仿真分析，模拟系统在不同工况下的运行情况，分析系统的暂态稳定性。

此外，还可以采用现场实测等方法对仿真结果进行验证和修正。

四、影响因素分析风火打捆外送系统的暂态稳定性受到多种因素的影响。

首先，风力发电的间歇性和不确定性会对系统的暂态稳定性产生影响。

当风力发电出力大幅波动时，会导致系统功率失衡，从而影响系统的暂态稳定性。

其次，火力发电的稳定性也会对系统的暂态稳定性产生影响。

火力发电机的响应速度和调节范围有限，当系统发生故障时，如果火力发电机无法及时响应，会导致系统暂态稳定性下降。

此外，输电线路的参数、负荷变化等因素也会对系统的暂态稳定性产生影响。

五、优化措施针对风火打捆外送系统的暂态稳定性问题，可以采取以下优化措施。

首先，加强风力发电的预测和调度，提高风力发电的预测精度和调度能力，减少风力发电出力的波动性。

其次，优化火力发电的控制系统，提高火力发电机的响应速度和调节范围，使其能够及时响应系统故障。

此外，加强输电线路的监测和维护，保证输电线路的正常运行。