柔性直流输电在风电系统中应用

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1、78《电气开关》(2014．No．3)文章编号：1004—289X(2014)03—0078—04柔性直流输电在风电系统中的应用李辰治(三峡大学电气与新能源学院，湖北宜昌443002)摘要：柔性直流输电用于连接风电场和电网具有独特的优势，它无需额外的无功补偿，能实现风力发电的远距离能量输送，可以连接多台风电机组、甚至多个风电场，从而减少换流站的个数，节约成本。这种输电方式在风电领域有很高的实用价值。关键词：风力发电；柔性直流输电；电力电子技术中图分类号：TM71文献标识码：BApplication

2、ofVSC-HVDCTransmissionforWindPowerSystemL／Chen一i(SchoolofElectricalandNewEnergy，ThreeGorgesUniversity，Yichang443002，P．R．China)Abstract：IthasmanyuniqueadvantagesifuseVSC—HVDCtechnologytolinkwindpowersystemandotherpowersys—tern，whichcouldn’tneedextrarea

3、ctivepowercompensation．UseVSC·HVDCcouldachievelong—distanceenergytrans—missioninwindpower．Itcouldconnectmultiplewindturbinesorwindfarmandreducethenumberofconverterstationinordertosavemuchmoney．Ithashighpracticalvalueinthefieldofwindpower．Keywords：wind

4、power；VSC—HVDC；powerelectronicstechnology因此，在风力发电中应用基于电力电子技术的柔性直l引言流输电技术，能使其在风电并网及正常运行中发挥重中国是一个能源消费大国，为了贯彻可持续发展，要作用。随着大功率电力电子器件的发展，柔性直流如何合理开发和利用新能源发电早已成为中国发展的输电传输容量进一步增大，柔性直流输电自身的诸多首要战略性问题_】J。我国新能源发电继续保持快速优点使得它在电力系统中有着广泛的应用前景。发展态势，并网装机容量持续增长，发电量不断增加。2

5、风电并网对电能质量影响在众多新能源中，风力发电技术是目前为止最适用于大规模发电的技术之一，约占并网新能源装机总量的风电并网对电网电能质量的影响主要表现为以下85％。截至2013年全国已累计建成及在建的风电场两方面。项目已超过1500个，装机容量达到3．3亿kW。随着2．1对电压波动的影响装机容量的提升，大规模风力发电并网给系统带来的风力发电机组大多采用软并网方式，但是在启动影响及现阶段存在的问题也越来越受到人们的重视。时仍然会产生较大的冲击电流。在风力发电中，由于电压源型直流输电技术VSC—HVD

6、C(VoltageSourced其有功输出在很大程度上取决于风速的大小波动性较ConverterBasedHVDC)在国内也被称为柔性直流输电大，很难与当地负荷协调运行，此时将增大电网的电压技术是解决大规模风电并网问题的一个重要手段。由波动。大型风电场及其周边地区经常会出现电压的大于柔性直流输电自身灵活控制潮流和交流电压的功幅波动情况。综上所述，其主要原因可分为以下三种能，对系统短路比无影响，所以可将它放置在系统薄弱情况：(1)风力发电机组启动时仍然会产生较大的冲环节以增强系统稳定性，适合于向远地

7、负载、小岛、海击电流。(2)当风速超过切出风速或发生故障时，导上钻井等孤立网络供电，尤其适合用于风力发电系统。致的风力发电机组的脱网。(3)风电场风速条件变化《电气开关》(2014．No．3)79也将引起风电场及其附近的电压波动。机。2．2谐波污染4基本结构和原理及其优势风电给系统带来谐波的途径主要有两种：(1)风力发电机本身配备的电力电子装置，可能带来谐波问柔性直流输电技术是在IGBT(绝缘栅双极晶体题。(2)风力发电机的并联补偿电容器可能和线路电管)和VSC(电压源换流站)基础上采用PWM(脉

8、宽调抗发生谐振。对风电而言，发电机本身产生的谐波是制)技术发展起来的新一代直流输电技术。与基于自可以忽略的，谐波电流的真正来源是风电机组中的电然换相技术的电流源型换流器的传统直流输电不同，力电子原件。尤其是变速恒频风电机组，其中的变流VSC—HVDC是一种以电压源换流器、可控关断器件器始终处于工作状态，谐波大小与输出功率基本呈线和脉宽调制(PWM技术)为基础的新型直流输电技性关系，也就是和风速大小相关。在正常状态下，谐波术。这种输电技术能够瞬时实现有功和无功的独立解干扰的程度取决于