石青山风电场一期投产对地区电网安全及环境影响

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1、东北电力技术2009年第7期石青山风电场一期投产对地区电网安全及环境影响TheImpactofOperationofShiqingshanWindFarmsPhaseOneProjectonRegionalGridSafetyOperationandEnvironment黄平，徐兴伟，杨兴华(1．黑龙江省虎林环境监测站，黑龙江鸡西158400；2．东北电力调度通信中心，辽宁沈阳110180；3．黑龙江省电力有限公司调度中心，黑龙江哈尔滨150090)摘要：黑龙江省虎林市电网较为薄弱，但风能资源丰富，发展风电与局部地区电网安全稳定运

2、行之间存在一定的矛盾。从石青山风电模型人手，采用时域仿真法研究黑龙江省虎林市石青山风电场一期机组投产后对地区电网及环境的影响，为地区电网安全运行策略的制定提供依据，并将为地区风电发展奠定基础。关键词：风电；地区电网；潮流；暂态稳定；．节能减排[中图分类号]TM614；TN712[文献标识码]B[文章编号]1004—7913(2009)07—0048—05风力发电具有环境友好、技术成熟、全球可行电投产后，风电与局部地区电网安全稳定运行之间的特点，并且具有超过2O年的良好运行记录，被存在一定的矛盾。认为是目前最为现实、技术最为成熟、具

3、有大规模本文采用时域仿真法研究了虎林市石青山风电开发前景的可再生清洁能源⋯[23。风力发电的应用场一期机组投产后对地区电网及环境的影响。分析和推广，是“十一五”期间国家电网公司发展的中发电机模型采用、尉、电势变化的5阶一项重要内容。中国风力资源丰富，近年来，风力详细模型，已实测励磁系统及PSS机组采用实测参发电的发展速度加快，已经出现令世人瞩目的成数，未实测励磁系统及PSS的机组采用典型参数，绩，并将在今后较长时间内保持快速发展状负荷模型采用50％感应电动机(定子漏抗为况卜【引。0．18)+50％恒阻抗的动态负荷模型，220kV线

4、由于中国政府鼓励发展清洁能源，近年来风电路故障两侧切除时间为0．12s，石青山风电按实际资源丰富地区开发利用风电项目持续增多。截至机组类型及运行特性考虑。2009年3月，东北电网全网风电机组总装机容量1风电模型及风电机组等值已达5836MW，约占全网统调装机容量9．3％。其中：黑龙江省960MW，约占该地区统调装机容量2007年东北电网有限公司与中国电科院合作7．2％。共同开发了具有变速恒频特性的双馈感应异步风电2009年2月，在华电能源股份有限公司的大机组模型和参数，并固化在电力系统分析综合程序力支持和艰苦努力下，黑龙江省发改委

5、以“黑发(PSASP)中。本文以此为基础开展石青山风电场改能源(2009)119号”文件下发了《黑龙江省一期机组投产对地区电网安全稳定运行的影响。发展改革委关于虎林石青山风力场一期工程项目核由于风电机组的单机容量有限，受到计算量的准的批复》，正式核准黑龙江虎林石青山风电场一限制，在动态仿真中将石青山风电场中的一期风电期工程。虎林石青山风电场位于黑龙江省虎林市新机组集结为1台等值机。需要等值的参数主要包括乐乡，风电场规划容量200MW，一期工程建设3O风电机组的惯性时间常数、阻尼系数(考虑传动台单机容量1．5MW双馈感应异步风力发电

6、机组，轴柔性模型)、异步发电机阻抗参数以及等效扫风总装机容量为45MW。面积等。虎林市电网较为薄弱，仅有一座220kV变电a．惯量常数和阻尼系数站，但该地区风能资源较多，石青山风电场一期风惯量常数和阻尼系数的等值采用加权平均法：2009年第7期东北电力技术49异步电机吸收的无功功率与有功之间的关系为MM=iSjQ：一P(5)式中：和分别为每台机组和等值机的惯量r2mS常数或阻尼系数；5和s脚为每台机和等值机的容c．等效扫风面积量。对于风力机的机械转矩模型采用等效扫风面积b．异步发电机阻抗参数来近似模拟，假设等值后的风力机扫风面积与

7、等值异步发电机的等效电路和功率传递关系如图1前相同，等值前后风力机所捕获的风能相同。所示。自然风吹动风轮机叶片，将风能转化为机械2石青山风电一期投产对地区电网安全能，由此获得的机械功率扣除机械损耗后即为传递运行影响到异步发电机转子的机械功率P。，在等效电路中对应可变电阻r2(1一s)／s上的电功率(在此s<2．1风电场接入方式0)。扣除转子铜耗P。和铁心损耗P，得到输人虎林市电网位于黑龙江220kV电网末端，为定子绕组的电磁功率PM，再扣除定子铜耗P。即满足一期风电场接人及后期扩建需求，虎林石青山得到注入电网的电功率P。风电场采用

8、单回220kV线路接人虎林一次变220kV母线。导线型号为LGJ—24O×2，线路长度9km。风电场内一期新建1台120MVA升压变压器，220kV母线采用线路一变压器组接线，10kV母线采用单母线接线，风电场发电机出线电压为l一／s0．69kV，