基于pscademtdc的风电场建模仿真分析

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1、基于PSCADEMTDC的风电场建模仿真分析赵冬阳（云南电网有限责任公司大理供电局云南大理671000）摘要：在电力系统仿真软件PSCAD/EMTDC中建立详细的风力发电机组和风电场并网模型，分析大规模风电集中接入对电网运行的影响。风电场接入地区电网会对电网的稳定性造成一定的影响，影响程度与电网强弱、风电机组暂态特性及故障形式等相关。仿真结果验证了系统模型的正确性，为风机控制的创新奠定了理论基础，对探讨含风力发电场的地区电网的稳定性只有一定意义。关键词：PSCAD/EMTDC；并网风电场；仿真；综合分析1、前言风电是目前技术最成熟、最具规模化开发

2、条件和商业化发展前景的新能源,风电作为国家战略性新兴产业的重要地位不会改变。随着国家一系列调整相关产业政策的相继出台，势必形成行业的优先和整合，未来中国风电行业发展空间依然广阔［1］。近年来世界风电发展十分迅猛，自2010年中国己成为风电装机容量最多的国家。截止2011年底，我国风电累积装机容量己达62.364GW,站世界风电装机总容量的25%。预计到2015年，风电装机将达到100GW［2］。大理风电目前并网的容量约为700MW,大理风电的陆续并网，对大理现有的电网造成了一定的冲击和影响。在制定风电发展规划时，结合风电场风能资源的特性和风电机组

3、的特性进一步分析风电场并网运行后对电网传输功率、无功功率和电压控制、机组组合方式和系统稳定性等方面的影响，据此得出风电场接入后运行工况的改善措施，保证大理电网的安全、稳定、可靠、高效运行。截止2015年6月8H,云南电网风电累计发电量成功突破两百亿大关，达200.4亿千瓦时，相当于节约标煤619.7万吨，减排二氧化硫1.5万吨，减排二氧化碳1363.3万吨，经济效益和环保效益显著。云南省风能资源丰富，开发利用条件较好。2008年8月，云南省首座风力风电场一一大理大风坝风电场成功并网发电，大理地区风能资源非常丰富，奋条件开发建设大规模的风电基地。此

4、后，云南省风能资源开发利用逐渐“提速”绿色能源开发利用成效凸显。0前，云南电网并网风电场攀升至八十座，装机容量增至388.65万千瓦，占省调直调电厂总装机容量的6.35%。电力系统仿真和分析是辅助电网运行决策的有效技术手段，风电作为新能源发电中较为成熟的一种方式，其建模和并网分析开展工作较早，0前国内广泛应用的电力系统分析工具和电力系统分析综合软件仿真程序包中，己经实现了三种典型风电机组的建模［3］。2、风电场接入对电网影响综述2.1风电对电网继电保护的影响与常规配网的保护不同，风电是间隙性的，风电场中奋些元件通过的潮流可能是双向的。风力发电机组

5、在冇风期间都是和电网相连的，当风速在启动风速附近变化吋，为防止风电机组频繁投切对接触器的损害，允许风电机组短吋电动机运行。此吋改变系统的潮流方向，容易引起保护装置的误动作［4】。风电场接入或退出、出力状态的变化等都会对保护产生影响，如冇关线路保护的灵敏度降低、拒动或误动的可能性增加，重合闸成功率也将受到影响，进而影响电网的安全稳定运行。当并网风电场的的容量还比较小时，电力系统的保护配置和整定计算往往未考虑风电场的影响，而是简单地将风电场视为一个负荷，或将风力发电机作为冋步发电机处理，不考虑艽提供的短路电流。然而，当大规模风电场接入系统，一旦电网发

6、生故障时，风力发电机将向短路点提供一定的短路电流，在此情况下,若系统保护配置和整定计算仍不考虑风电场的影响，则是不合理的，且实际运行吋可能会导致保护装置的误动。国内外关于电力系统短路电流的计算方法及软件都已相当成熟，但都不包含风力发电机系统。对此，研究故障情况下风电场对继电保护的影响，是非常有意义的［5］。2.2风电对电网电压的影响大型风电场及周围地区，常常会冇电压波动大的情况，主要冇以下三种情况，即风力发电机组启动吋会产生较大的冲击电流；多台风力发电机组冋吋直接并网会造成电网电压下降，因此多台风力发电机组的并网需分组进行，且要有一定的时间间隔；

7、当风速超过切出风速或发生故障时，风力发电机从额定出力状态自动退出并网状态，风力发电机的脱网会产生电网电压突降，而机端较多的电容补偿由于抬高了脱网前风电场的运行电压，从而引起了更大的电网电压下降［6】。风电场接入电网后，适量的风电接入冇利于地区电网电压水平的提高；风电接入容量较大，但本地负荷较小吋而无法损耗更多的风电机组所发出的奋功功率吋，大量有功功率外送会引起风电场二级变压器及送出线的大量无功损耗，从而导致在某些运行方式下个别线路传输功率越限以及地区电网电压稳定性降低。2.3风电对电网暂态稳定的影响风电场接入容量不同、故障点不同，风电接入对电力系

8、统暂态稳定的影响也不同；故障期间若风电场仍与电网相连，则它为系统提供的有功、无功会增加，有利于系统的稳定。同步机附近发生故障时,风电场在