大型风电场接入与并网运行仿真研究

摘要

风能开发与利用对于响应节能减排战略、解决能源和环境问题具有积极意义。我国对风力发电上研究开发的投入也逐年增大，进入一个快速发展的时期。风力发电的研究工作在世界各地得以广泛开展，旨在提高风能利用效率。 风能不稳定，风电场多建在薄弱电网。风电场大型化是世界风电发展的主流方向，伴随风电场规模的增大，其并网带来的诸多稳定性问题已不容忽视。从发电机组的类型来看，一般包括恒速恒频风电机组和变速变频风电机组。变速风电机组正是因为在稳定性上优越性，已慢慢取代恒速风电机组，成为世界范围大型风电场采用的主流发电机组。此外，对于接入局部电网而言，风电场是一个不定因素，因此它对风电场的最大注入功率的承受力是有限制的。 本文着眼于并网风力发电机组与电网之间的相互影响，基于PSCAD，分别从机组控制策略选择和接入系统网络分析的角度，结合我国实际情况，针对风电场并网运行后可能出现的电网稳定性等问题进行研究。开展机组控制策略研究，分别以鼠笼式为代表的恒速风力发电机和以双馈感应电机为代表的变速风力发电机为对象，研究结果显示变速风力机组在改善系统稳定上具有优越性；研究接入系统网络，主要分析在保证接入并网后电力系统静态和动态稳定性前提下的系统最大注入功率问题，并提出了改善并网风电场运行性能的措施，包括选用变速发电系统、接入高电压等级电网以及增加系统备用容量等措施。