风电基地电力外送面临的技术挑战

《风电基地电力外送面临的技术挑战》由会员上传分享，免费在线阅读，更多相关内容在行业资料-天天文库。

1、特别报道SpecialReports风电基地电力外送面临的技术挑战我国风电外送问题具有特殊性和唯一性，即使风电发达的欧美国家也无法提供成熟的技术支持。国内相关机构和企业应丢掉单纯依靠技术外援的幻想，开展理论研究和相关设备研发。■郝正航/天津大学电气与自动化工程学院贵州大学电气工程学院在“十二五”期间，清洁能源和可再生能源将消纳，大部分风电需要与火电打捆后送入“三华”电网。在节能减排攻坚战中承担重任。为此，我国河北、内蒙古西部基地以交流外送为主，新疆（哈密）、正在加大风电开发力度。风电发展的战略重点是建设百甘肃（酒泉）基地以直流外送为主”。万、千万千瓦

2、级风电场（风电基地）和大规模风电远送可见，我国风电开发的主要特征是大规模、高集中。通道，现已确定七大风电基地和若干消纳市场。然而，无由于我国负荷中心大多远离风电基地数百至千余公里以论风电基地的开发规划，还是超高压、特高压送出通道上，因此，通过远距离、超（特）高电压交流或直流线路的输电规划，只是依据我国风能资源和负荷分布特点而输送风电至负荷中心是必然且不得已的选择。初步确定的，还需要结合电力系统的运行特点深入分析到2020年，全国风电装机容量可能突破1.5亿kW，可能遇到的技术挑战。为此，本文结合我国风电开发实虽然风电比例仍然远低于欧洲国家，但我们面临

3、的困难际，论述了大规模风电基地电力外送可能遇到的技术问和各种挑战将是独一无二的。与高风电比例的欧洲国家题，以便引起相关企业、研究机构的注意，并提出了问不同，如丹麦建设的风电场多数是1万～2万kW的装机题解决的基本思路。容量，德国最大的风电场也只有6万kW，尽管这些国家的风电比例超过15%，但风电的冲击与间歇性对输电系1我国风电外送问题统影响却不大，不存在风电远距离输送的技术问题，电我国风能资源主要分布于西北、华北、东北和东部网的稳定问题也简单得多。沿海地带。根据中国电力建设企业协会网站报道：已经通过国家规划审查的千万千瓦级风电基地有河北、内蒙2风电输

4、送通道分类和性能分析古东部、内蒙古西部、吉林、江苏、甘肃（酒泉）和新疆根据输电元件和输电原理的不同，风电输送通道有（哈密）共７座，山东的千万千瓦级风电基地规划也在编三种可供选择的方案，分别是交流输电、柔性直流输电制之中。和经典直流输电。采用不同的输电通道，所遇到的技术根据《中国电力报》（2010.7.21，苏伟）报道：“江问题和经济性有很大差异，故需要分别论述它们的基本苏、山东沿海风电基地距离东部负荷中心较近，可就近原理，并比较技术性能。消纳。其余大型风电基地当地负荷水平较低，电力系统2.1交流输电容量较小，风电就地消纳能力十分有限，都必须通过远交流

5、输电是电力系统中最主要的输电形式，输电元距离外送，在区域电网乃至全国范围内消纳。河北风电件由输电线路、变压器和无功补偿装置组成，我国交流初期在华北电网消纳，随着开发规模的增大，需要在整输电网电压等级有220kV、330kV、500kV和750kV，个“三华”电网内消纳；江苏风电在华东电网消纳；蒙西1000kV电压等级的特高压输电也即将建成投运。风电风电在蒙西及“三华”电网消纳；蒙东风电在东北电网场经交流输电线路与同步电网联结是我国风电输送的主消纳，并与火电打捆送入“三华”电网；吉林风电在东北要形式之一，其结构如图1所示。电网消纳；甘肃风电在西北电网消

6、纳，并与火电打捆送图1a是风电场经（超）高压输电线接入远方大系统入“三华”电网；新疆（哈密）风电的小部分在当地电网的情形，在风电场近端没有和常规电站“捆绑”，称为未2011年第2期·29特别报道SpecialReports捆绑系统；图1b是风电场和常规电站“捆绑”后，经（超）直流输电技术具有控制灵活方便，提高系统稳定性，增高压输电线接入远方大系统的情形，称为捆绑系统。对加系统动态无功储备和改善电能质量等技术优势。于未捆绑系统，若将远方大系统视为无穷大系统，由于由图2可见，柔性直流输电两端各有一个电压源换流双馈风机与电网是柔性联结，转子电转速可以不和电

7、网器，两个换流器具有相同的结构，换流器使用的开关元频率同步，故不存在同步稳定性问题。对于捆绑系统，虽件通常是IGBT、IGCT或GTO等自关断元件。一个换流然风电场自身没有同步稳定性问题，但与之紧密捆绑的器工作于整流状态，另一个则工作于逆变状态。柔性直常规电站存在同步稳定性问题，而且其同步稳定性受到流输电通道两端连接系统有两个情形：①两端均为有源风电场较大程度的影响。系统。②一端为有源系统；另一端为功率元件。对于情我国部分风电场输电模式属于图1b所示的捆绑系形①，直流输电线相当于连接两个区域电网的联络线，其统。对于这种输电模式，常规电站与远方大系统存

8、在包作用和控制思路都类似于经典直流输电系统。对于情形括小扰动稳定和暂态稳定的同步稳定问题。对于小扰动②，有源