保障特高压配套大基地电网安全 直驱优势凸显

风电机组的并性,对电网,特别是大基地配套特高压电网的安全意义重大。永磁直驱机组在保障特高压配套风电大基地并网安全中是否具有优势?专项评估给出了答案。

“三北”地区是我国风电发展的主战场。2009年我国规划的七大千万千瓦级风电基地、2017年以来总容量高达5004.57万千瓦的特高压配套风电基地等,大都集中于该地区。以内蒙古为例,2019年风电并网容量达3007万千瓦,发电量达666亿千瓦时。

与此同时,大量风电大基地项目开发工作正如火如荼地展开,其中锡泰直流锡盟基地规模为700万千瓦,乌兰察布基地规模为600万千瓦,扎鲁特至青州特高压输电通道外送风电基地规模为400万千瓦,上海庙至山东直流特高压输电通道配套可再生能源基地一期规模为380万千瓦,华能北方上都为200万千瓦,国家电投乌兰察布卓资规模为200万千瓦。

为保障特高压配套风电基地的电力系统安全,金风科技与第三方机构合作,采用先进的模型和计算方法,运用金风科技现役机组参数,专项研究永磁直驱型风电机组对大型风电基地特高压外送线路的影响,全面评估关键核心故障工况下,风电机组的并性。评估涵盖了从低穿期间有功电流、无功电流,到低穿后的有功恢复初值,低穿后的有功恢复速度,进入低穿电压值和退出低穿电压值等风电机组关键参数。

这是我国首次对直驱机组在弱电网和直流特高压传输电网环境下,进行的并性全面评估,对上海庙等特高压风电基地具有重要的参考价值。

此次评估仿真模型采用了“PSD电力系统软件工具包”作为计算分析工具,包括BPA潮流计算程序和BPA暂态稳定计算程序,模型参数参照了金风科技最新的机组平台及控制策略,输入最新的高、低电压穿越实测数据,综合评估后得出了三项重要结论:

第一,金风永磁直驱机组可以满足特高压外送线路的故障工况要求,且在满足电网要求的情况下有一定裕度。

“裕度”是指在一些分析项中,参数能够实现一定范围的调整,从而具有较大的柔性适应范围,实现较大的安全量。以低穿无功电流系数K1_Iq_LV参数为例,实测参数值为2.15,参数分析范围为1.5至2.5,这体现了金风永磁直驱机组在遇到特高压外送线路的故障工况时,不仅能够满足要求,并且具有较大的柔性适应范围。

第二,金风科技直驱机组的低电压穿越控制策略为有功尽量多发,无功尽量少发,尽快退出低穿状态,可以抑制机端暂态压升,有利于系统稳定。以锡泰特高压直流外送线路为例,在电网连续两次换相失败故障下,直驱机组具备优秀的机组暂态压升抑制能力,可将暂态压升控制在1.2pu以下,而该参数的一般要求为1.3pu以下。

第三,金风科技机组拥有良好的故障穿越特性和适应能力,结合先进控制软件可以灵活地调整优化,以适应系统不同的控制需求。

以上并网优越性主要缘于金风科技永磁直驱全功率变流技术路线。应用这一技术路线,不仅能够实现对电极和电流的灵活调节,更能使机组实现一次调频,为频率快速响应打下良好基础。

对直驱机组并性的深度测算与专业分析评估印证了,金风科技永磁直驱风电机组具有并网友好特性,且在电网故障时表现出对电网支撑的优越性。

大基地时代,在永磁直驱机组的特性支持下,金风科技持续投入研究、探索前沿风电并网技术,并将与风电开发商和电网企业共同努力,为促进产业技术升级和行业持续发展贡献应有之力。

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