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“三北”区域风光新能源占能源总量的比例较高,且项目建设较为集中,整个电网呈现弱惯性、弱阻尼、弱电压支撑的特点。电力系统发生频率、电压扰动时极易导致风电机组脱网,并且可能引起蝴蝶效应,造成更加严重的系统连锁故障。2011年的酒泉风电基地大规模脱网事故,就是惨痛的教训。
金风科技作为中国风电事业的先行者,有着20多年风电领域丰富经验,更重视风电机组的并网友好性。在满足电网标准并网要求的前提下,金风科技利用永磁直驱+全功率变流技术路线的特点,率先在行业内推出了VSG(Virtual SynonousGenerator)系统。
VSG系统即金风虚拟同步发电机控制系统,能依据风电场并网点频率和电压波动进行风电场一次调频调压控制,以实现对电网的主动支撑,提高风电场并网友好能力。VSG虚拟同步发电机控制系统主要包含VMP风电场电压/无功功率自动控制系统(Voltage/Var Management Platform)和PFC一次调频控制系统(Primary Frequency Control)。作为场级的控制器,VSG系统适用于新能源场站控制点的功率控制,具有调节速度快、精度高,设备安装简单、免维护等特点。
图:金风虚拟同步发电机控制系统结构图
VSG的VMP(电压/无功功率自动控制系统)充分利用金风机组全功率变流器的无功能力,在风电场稳态运行下,风机能提供33%的风电场装机容量的无功功率。当系统处于低电压穿越时,风机最大能够提供100%的无功电流支撑。在风电场稳态运行时,可以减少甚至取消集中无功补偿出力,降低用电损耗,提高风电场的整体效益。
VSG的PFC(一次调频控制系统)充分利用直驱机组的“隐藏”惯性,在新能源场站稳定运行的前提下,当场站处于限功率运行状态时,可最大限度的参与电力系统调频功能;当新能源场站处于不限功率运行状态时,即机组处于最大功率跟踪模式,在并网点欠频故障期间提供10%的有功功率支撑且持续至少10秒,在1s内响应并完成系统的一次调频指令。PFC可以有效减小频率瞬间跌落的最低值,有利于系统的快速恢复,为传统的火力发电机组提高有功功率输出争取时间,配合整个电网完成快速频率调节过程,会极大的提高风电场在电网中的渗透率,增加系统的稳定性,改善并网“友好性”。
以山西某安装有199台金风科技1.5MW直驱机组的项目为例,技术人员对VMP系统投运前后的AVC调节合格率和考核电量做了一个对比,情况如下:
图:未投入VMP之前调节合格率
图:VMP投入运行后调节合格率
图:VMP投入前后考核电量对比
另一个案例是安装有33台1.5MW直驱机组的新疆达坂城某风电场,使用金风科技的PFC系统,模拟实际频率扰动试验结果及分析如下(图中绘制每次阶跃扰动试验过程,试验过程图形时长根据方案的频率扰动数据的时长。图形采用双坐标轴,左边为场站实际功率和理论功率,单位采用MW;右边为输入扰动频率,单位Hz):
图:小波动扰动试验曲线
图:灵绍直流闭锁扰动试验曲线
图:灵绍直流闭锁(无尖峰)扰动试验曲线
图:拉西瓦甩1200MW扰动试验曲线
表:测试数据分析(功率单位:MW)
注:极值响应合格率=(|调节过程实际功率极值-功率初始值|)/(|调节过程理论功率极值-功率初始值|)
风电场快速频率响应模拟实际频率扰动试验获得以下结论:1.小波动扰动试验,积分电量合格率为81.1%,跟踪速率较好,负荷波动较小,风机运行稳定;2.灵绍直流闭锁扰动试验,积分电量合格率为111.1%,跟踪速率较好,负荷波动较小,风机运行稳定;3.灵绍直流闭锁(无尖峰)扰动试验,积分电量合格率为115.8%,跟踪速率较好,负荷波动较小,风机运行稳定;4.拉西瓦甩1200MW扰动试验,积分电量合格率为115.1%,跟踪速率较好,负荷波动较小,风机运行稳定。
根据以往大量风电场投运案例,一个5万千瓦容量的风电场通过VSG系统实现无功控制/调压和一次调频控制,一年可直接降低厂用电损耗约20万元费用(具体需考虑当地电价),并且避免电场被调度进行电量考核,提升全场的发电量。在这一降一升当中,能够给项目业主带来可观的经济效益。
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11月30日,汕头市海上风电电力有限公司揭牌仪式在汕头国际风电技术创新大会上举行。该项目拟选址于潮阳区海门登陆点建设海上风电项目集中送出工程,建设规模为600万千瓦,远期可扩展至800万千瓦,以每200万千瓦为一个建设单元,每个建设单元包含一座±500kV陆上换流站(陆上工程部分),一座±500kV海
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河北公司国能河北定州发电有限责任公司定州市800兆瓦集中式风力发电保障性(50兆瓦)并网项目风电场及升压站设计服务公开招标项目招标公告第一章公开招标1.招标条件本招标项目名称为:河北公司国能河北定州发电有限责任公司定州市800兆瓦集中式风力发电保障性(50兆瓦)并网项目风电场及升压站设计服务
我运维的这个风场是距离升压站最远的一个风场,也是最老的一个风场,老了的风机总是老毛病不断,带病发电也算是老骥伏枥志在千里,令人肃然起敬。我们也想法照顾好老风机。近年,风场的智能化水平显著提升,故障预警系统的引入在很大程度上提高了新风机的运行效率。然而,在处理老式风机的问题时,这套
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