基于短路比指标的风电汇集系统稳定性分析
2022-08-09吴林林李蕴红于思奇孙雅旻杨艳晨邓晓洋苏田宇孙大卫
吴林林,李蕴红,于思奇,孙雅旻,王 潇,杨艳晨,邓晓洋,苏田宇,孙大卫
(国网冀北电力科学研究院国家电网公司风光储联合发电运行技术实验室,北京 100045)
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风电汇集地区一般地处偏远,近区同步机组数量有限[1⁃2],局部地区已呈现风电并入弱交流电网特征[3]。2012 年5 月,张家口沽源地区风电汇集系统在无任何系统故障的情况下,电压发生大幅波动,造成风电机组脱网,风电场接入系统强度较弱是导致这次电压波动的原因之一[4]。2011年2—4月,西北地区发生了几次由局部交流短路故障导致的风电连锁脱网事故,“系统强度较弱导致无功-电压灵敏度较高”是导致脱网事故扩大的主要原因[5]。2015年7月,新疆哈密山北地区风电场出现次同步振荡问题,相关文献指出发生振荡的原因之一是风电场所接入的系统强度较弱[6]。可见,风电接入弱电网所导致的静态电压失稳、暂态过电压和次/超同步振荡问题[7],已成为限制风电送出通道输电极限、制约风电消纳能力的关键因素[8]。
短路比SCR(Short Circuit Ratio)是度量电力电子设备(如直流设备和新能源发电设备等)并网系统的电网强度以及分析系统稳定裕度的重要指标之一[9]。传统的SCR 概念仅使用交流电网参数和设备容量,使用较为简单[10]。SCR 自1992 年由CIGRE 工作组提出后[11],一直被广泛应用于评估直流馈入系统的静态稳定水平[12]。近年来,借鉴SCR 对于直流馈入系统稳定性分析的经验,国内外逐渐将SCR 相关指标推广到风电汇集系统的规划和运行中。最新颁布的国家强制性标准GB 38755—2019《电力系统安全稳定导则》明确要求新能源场站SCR 应达到合理水平[13⁃14]。……
