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哈郑特高压直流换相失败对风电影响的仿真研究

杨灿  
【摘要】:随着我国风电的大规模开发利用,特高压直流输电将成为未来风电外送的重要方式。±800kV哈郑特高压直流输电工程的建成有利于哈密地区大规模风电输送至华中地区,有效缓解华中电网供电压力。但直流工程投运初期仍面临一些安全稳定问题。由于风电场与常规电厂相比抗干扰能力较差,在直流系统换相失败引起交流电网过电压的情况下,风电机组的运行会遭到破坏,严重时可能发生大规模风电机组高电压脱网事故,直接威胁系统稳定。这也成为目前限制哈郑特高压直流输电能力的重要因素之一。因此研究哈郑特高压直流换相失败对新疆风电的影响是十分有必要的。本文根据哈郑特高压直流实际工程数据,基于PSCAD/EMTDC仿真平台搭建了包含新疆、甘肃、青海三省在内的西北电网交直流简化模型。详细介绍了如何搭建发电机、输电线路、变压器和负荷以及大容量双馈风机仿真模型。基于搭建的电网模型,对直流换相失败引起交流系统过电压的原理进行了深入分析;在不同工况下,校验了哈郑特高压直流换相失败后哈密地区风电场并网母线过电压水平;通过对比试验,分析了影响风电并网母线暂态过电压程度的因素,包括故障后潮流转移、直流功率输送水平、引发直流换相失败的故障类型以及交流系统的运行方式四个方面。根据仿真试验结果,本文对新疆风电高电压穿越规范提出了初步改进建议;并制定了通过在风电场并网母线安装静止无功补偿装置SVC以及优化直流低压限流环节(VDCOL)的参数抑制暂态过电压的措施,通过仿真试验验证了其有效性。


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