大规模风电并网对京津唐电网的影响和对策分析

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1、电力技术大规模风电并网对京津唐电网的影响和对策分析李付强沈卫东王彬(1华北电网有限公司，北京100055；2北京市电力公司，北京100055)，【摘要】随着国家能源结构的调整，并网运行的风电规模迅速增加，大规模风电集中并网对电网的安全运行带来很大冲击。本文结合京津唐电网张家口和承德地区百万千瓦风电基地输电规划方案，对大规模风电场集中接入后电网调峰调频能力、无功电压控制、电能质量等方面的影响和对策进行分析，提出相关建议_【关键词】风电并网；京津唐电网；无功电压；调峰调频；电能质量【中图分类号】TM727【文献标识码】B【文章编号】1674

2、．4586(2009)09．0044—050引言京津唐电网的张家口、承德坝j-地区位于内蒙古高原南缘，风资源丰富，均已作为百万千瓦级风电开近年来，随着国家能源结构的调整，可再生能源发基地列入国家风力发电中长期发展规划。目前，京发电在国内迅速发展。在各种可再生能源发电形式津唐电网已并网运行的风电容最接近百万千瓦，预中，风力发电因其技术成熟和成本优势成为当前最具计到20l0年，并网风电总容量将达：~lJ400万千瓦，约规模化商业开发前景的新能源发电形式。截至2006年占京津唐电网装机总容量的10％。张家口地区规划的底，全世界风电装机容量已达

3、~174223MW。风电场百万千瓦风电基地规划通过蒙西电力向京津唐电网的接入电网一般有两种方式，一种是传统的并网方式，输电北通道，即500千伏汗海一沽源一平安城输电通单个风电场容量均比较小，作为一种分布式电源，分道外送。承德地区的风电场主要接入地区220千伏电散接入地区配电网络，以就地消纳为主；另一种是在网就地消纳。传统风电作为分布式电源分散接入电网风能资源丰富区域集中开发风电基地，通过输电通道就地消纳是主要方式；集中建设大规模风电场，通过集中外送，如欧美国家规划中的海上风电和我国正在高压电网外送的方式，在国际上也没有经验可循。作开发的

4、内蒙古、张家口、酒泉和江苏沿海千万千瓦级为fHJ歇性电源，大规模风电接入电网在优化地区电源风电基地。风电机组单机容量和并网运行的风电装机结构的同时，对既有电网在调峰调频、无功电压控制规模越来越大，对系统的影响也越来越明显，研究风和电能质量等方面带来很大冲击，需要深入分析风电电并网对系统的影响已经成为备受关注的课题。场并网引起的无功电压、调峰调频、潮流网损、稳定大规模风电并网对京津唐电网的影响和对策分析性及电压偏差等方面的影响和对策。风电机组端电压690V，经过一级升压后到本文以京津唐电网张家口和承德地区百万千瓦风35kV，再通过35kV

5、线路输入风电场升压站，通过电基地输电规划为基础，结合((华北电网风电场接入220kV线路接入系统。电网技术规定(暂行)中相关规定的分析，对大规1．3系统模型模风电场集中接入后电网调峰调频能力、无功电压控文中分析以京津唐电网2010年规划网架为系统模制、电能质量等方面的影响和对策进行分析，提出相型，张家口百万千瓦风电基地总装机1157Y千瓦，由关建议。九个分散的风电场组成，分别为康保牧场、康保屯1风电机组、风电场及系统模型垦、白塔、东辛营、关底脑包、七甲山、龙源尚义、1．1基于双馈感应电机的风电机组模型张北坝头和绿脑包风电场，采用220k

6、V线路接入系统。接入方案如图3所示。风电场接入方案中，每个本文以双馈变速风电机组为对象，其控制系统如风电场都是经过两级升压~1]220kV，通过单回220kV图1所示。线路接入电网，115万千瓦风电通过沽源500kV变电磬测量点^站接入京津唐电网。图1双馈变速风电机组的控制系统双馈电机的最大特点就是转子通过一个背靠背脉图3张家口地区风电场接入方案冲宽度调~lj(Pulse—WidthModulation，PWM)变流器承德风电基地总装机120万千瓦，由六个分散的与电网相连。电网侧变流器的主要功能是控制电容电风电场组成，分别为张家湾、华润

7、御道口、滚山国压使其恒定，从而为转子侧变流器提供电源支持；转际、红松、塞罕坝、盛世鑫源风电场，采用220kV线子侧变流器为转子绕组提供幅值、相位和频率可变的路接人系统。接入方案如图4所示。风电场接入方案励磁电流，从而可对有功和无功进行独立控制。中，每个风电场都是经两级升压~lj220kV，通过单回220kV线路接入电网，120万千瓦风电通过木兰220kV1．2风电场模型变电站接入承德电网消纳。风电机组额定容量相对较小，本文采用额定容量为1．5MW基于双馈感应电机的变速风电机组进行仿真分析，风电场装机容量较大时，采用多台风电机组并联的方式

8、接入系统。风电场模型如图2所示。“』K变卜_■———厂lj：il～690VI：±线图2风电场等效模型图4承德地区风电场接入方案望箜塑●圈电力技术2调峰调频影响和对策分析度，从而增加电网的调峰备用容量。(2)