如何实现低电压交流电场?低电压交流电场的特点

如题所述

低电压穿越:当电网故障或扰动引起风电场并网点的电压跌落时,在电压跌落的范围内,风电机组能够不间断并网运行。对于光伏电站当电力系统事故或扰动引起光伏发电站并网电压跌落时,在一定的电压跌落范围和时间间隔内,光伏发电站能够保证不脱网连续运行。
基本要求
对于风电装机容量占其他电源总容量比例大于5%的省(区域)级电网,该电网区域内运行的风电场应具有低电压穿越能力。
风电场低电压穿越要求
右图为对风电场的低电压穿越要求。
a) 风电场内的风电机组具有在并网点电压跌至20%额定电压时能够保证不脱网连续运行625ms的能力;
b) 风电场并网点电压在发生跌落后2s内能够恢复到额定电压的90%时,风电场内的风电机组能够保证不脱网连续运行。
考核要求
对于电网发生不同类型故障的情况,对风电场低电压穿越的要求如下:
a) 当电网发生三相短路故障引起并网点电压跌落时,风电场并网点各线电压在图中电压轮廓线及以上的区域内时,场内风电机组必须保证不脱网连续运行;风电场并网点任意线电压低于或部分低于图中电压轮廓线时,场内风电机组允许从电网切出。
b) 当电网发生两相短路故障引起并网点电压跌落时,同理。
c) 当电网发生单相接地短路故障引起并网点电压跌落时,风电场并网点各相电压在图中电压轮廓线及以上的区域内时,场内风电机组必须保证不脱网连续运行;风电场并网点任意相电压低于或部分低于图中电压轮廓线时,场内风电机组允许从电网切出。
有功恢复
对电网故障期间没有切出电网的风电场,其有功功率在电网故障切除后应快速恢复,以至少10%额定功率/秒的功率变化率恢复至故障前的值。
无功支撑
对于百万千瓦(千万千瓦)风电基地内的风电场,其场内风电机组应具有低电压穿越过程中的动态无功支撑能力,要求如下:
a) 电网发生故障或扰动,机组出口电压跌落处于额定电压的20%~90%区间时,机组需通过向电网注入无功电流支撑电网电压,该动态无功控制应在电压跌落出现后的30ms内响应,并能持续300ms的时间。
b) 机组注入电网的动态无功电流幅值为:K(1.0-Vt)In。 In为机组的额定电流;Vt为故障区间机组出口电压标幺值;Vt=V/Vn,其中V为机组出口电压实际值,Vn为机组的额定电压,K≥2。
必要性
据国家电力监管委员会2011年第四号《风电安全监管报告》统计,仅2011年一年,我国发生规模超过10万千瓦的风电机组脱网事故193次,超过50万千瓦的大型事故12次。风电机组脱网事故给电网安全稳定运行和可靠供电带来很大风险,同样也使风电场业主遭受电量损失。
据事故调查分析,部分并网运行的风电机组不具备低电压穿越能力,且故障期间未能有效地提供动态无功支撑,是造成风电大规模脱网的主要原因之一。当风电场不具备低电压穿越能力,电力系统发生扰动故障导致大量风电机组被切除时,系统潮流会发生严重转移,电网电压和频率均受到影响,不利于系统的稳定运行。
为维持电力系统的安全稳定运行和保证风电场并网安全,对风电场提出低电压穿越的要求是必要的。低电压穿越要求是电力系统功率平衡与频率稳定的需要,也是局部电网电压稳定及电压恢复的需要。[1]
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