高比例风电电力系统面临挑战
?系统频率故障、风电高电压故障、高频振荡、次同步振荡等事故频发，高比例风电电力系统的安全稳定运行面临严峻挑战，引起了巨大的社会关注。
新疆哈密2014年天中直流单极闭锁导致送端过电压，风电高电压故障脱网。2015年7月，天中直流送端花园电厂3台机组由次同步振荡引起轴系扭振保护（TSR）动作跳闸，损失功率128万千瓦。背景
吉林通榆2016年1月，吉林通榆地区电网发生了多起风电-串补的次同步振荡问题。河北沽源2011年以来，发生多起电网低电压-高电压连锁故障脱网事故。宁夏宁武2014年以来，银东直流级II闭锁，送端电网频率上升至50.16Hz。广东连州2011年，广东连州地区发生多次风电高频振荡问题，风电机组无法正常运行。江苏苏州2015年9月，锦苏直流发生双击闭锁事故，受端华东电网频率快速跌落至49.56Hz。-7-
高比例风电电力系统下风电机组的发展
?随着风电机组容量与尺寸的不断增大，未来风电设备的发展方向如何。风电机组能在自身安全得到保障的情况下为电网稳定运行做出怎样的贡献。
100
(%)背景
被动适应低电压穿越电网适应性常规负荷风电穿透率
电能质量常规保护无功控制有功控制主动响应
频率响应电压控制
机组容量不断攀升019861996200720152019
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主要内容
1
背景
2
风电先进控制技术
3
展望
风电先进控制技术
风电机组先进控制技术要求
?随着风力发电技术的飞速发展，风电机组自身能力不断被发掘，机组涉网性能不断提升。
?响应速度
惯量响应控制有功/频率频率支撑能力?持续时间
一次调频控制恒电压控制风电机组先进控制?满足频率响应曲线?具备降载运行能力?响应速度/持续时间
?无功调节范围
?暂态无功电流、响应时间
无功/电压无功控制能力暂态支撑高、低电压耐受能力?电压耐受时间
其他电网适应性?电压不平衡、谐波、闪变等
电能质量-10-
风电先进控制技术
功率调频控制参数对系统频率动态特性的影响及变化规律。
50.15049.9频率/ Hz频率/ Hz风电机组惯量响应控制研究
?不同系统转动惯量及风电占比均会对电力系统频率动态响应特性产生影响；风电机组传统附加
50.15049.9惯量增大49.849.749.649.549.424681012时间/ s1416182049.30246风电占比增大81012时间/ s1416182049.849.749.649.549.449.30?风电占比不变情况下，系统等效转动惯量越大，系统频率下降速度越慢，频率低点越高，频率稳态偏差基本不变；
?系统等效惯量不变情况下，风电比重越大，系统频率下降速度越快，频率低点越低，频率稳态值越低。
负荷突增系统频率响应曲线
49.749.649.549.45049.8249.849.7849.7650302020304050df?PW=K2+K1?fdt?系统频率低点由风电频率微分项系数和偏差项系数共同决定，呈正相关性。?系统频率稳态值仅与频率偏差项系数呈正相关。
频率/Hz频率/Hz4040301020微分项系数001010偏差项系数微分项系数001020304050偏差项系数风电虚拟惯量控制参数与系统频率影响
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高比例风电电力系统下风电机组控制技术研究与展望
