高压直流输电系统下风电集群并网分析与故障穿越能力研究
大范围风力发电场的并网问题研究
大范围风力发电场的并网问题研究随着对可再生能源需求的日益增长，风力发电作为一种可靠的清洁能源源泉受到了广泛关注。
大范围风力发电场的并网问题成为了其可持续发展的重要挑战之一。
本文将探讨大范围风力发电场并网的主要问题和可能的解决方案。
1. 规模效应与稳定性问题大范围风力发电场往往由数百个甚至数千个风力发电机组成，这样的规模效应既是其优势，也是其挑战。
大规模的风力发电场面临着稳定性和可持续性方面的问题。
首先，大范围的发电场意味着更多的发电机需要同时接入电网。
这可能导致传统的电网系统中的电压和频率不稳定。
为了解决这个问题，一种解决方案是采用先进的电力电子装置，如STATCOM和SVC等，来控制电压和频率。
其次，风力发电场的规模越大，风力资源的波动性也越大。
尽管单个风力发电机可能在短时间内产生不稳定的功率输出，但整个发电场的总体功率输出可以相对稳定。
这是通过将多个发电机的输出平均化来实现的。
此外，还可以通过安装储能设备，如电池和压缩空气储能等，来平衡风力资源的波动性和电网的需求。
2. 输电和输配电问题大范围风力发电场的并网还面临着输电和输配电方面的挑战。
由于风力发电场通常位于离需求中心较远的地区，输电损耗可能会很高。
为了解决这个问题，一种解决方案是将发电场与距离较近的负载中心之间建立高压直流输电线路。
这样可以减少输电损耗，并提高系统的稳定性。
另外，输配电问题也需要解决。
由于大范围风力发电场的规模较大，需要相应的输配电设施来将发电系统与电网连接起来。
建设这些输配电设施需要更多的投资和规划。
因此，政府和能源公司可以合作推动输配电设施建设，以实现大范围风力发电场的高效并网。
3. 预测和调度问题风力发电场的输出受到风速和风向等环境因素的影响，因此需要对风力资源进行准确的预测和调度。
预测和调度风力发电场的输出是实现其可靠性和稳定性的关键。
一个解决预测问题的方法是使用先进的气象预测技术。
气象预测模型可以基于历史气象数据和实时观测数据来预测未来的风力情况。
电力系统中的大规模风电并网技术研究与应用
电力系统中的大规模风电并网技术研究与应用随着能源需求的不断增长和环境保护意识的提高，利用可再生能源的规模不断扩大，其中风能作为最具潜力的清洁能源之一，正在不断得到全球范围内的发展和应用。
然而，风能的不稳定性和间歇性给电网的稳定性和安全性带来了挑战。
因此，研究和应用大规模风电并网技术成为了电力系统领域的重要课题。
本文将探讨电力系统中的大规模风电并网技术的研究与应用。
大规模风电并网技术是将大量风电发电机组接入电力系统并实现有效调度和控制的技术。
这需要解决以下几个关键问题：电力系统的负荷平衡、风能的可预测性、风电场布局优化和风电接入策略。
首先，为了实现电力系统的负荷平衡，需要在风电发电机组和传统火电发电机组之间建立有效的协调机制。
传统的火电发电机组可以灵活地调节出力以适应电力系统的负荷变化，而风能的波动性使得风电发电机组的出力调节难度较大。
因此，需要通过研究和优化风电发电机组的调度策略，尽量减小其对电网负荷平衡的影响。
其次，风能的可预测性是实现大规模风电并网的另一个重要问题。
风能的波动性使得风电发电机组的出力难以准确预测，这给电网的运行带来了不确定性。
为了解决这个问题，需要开展风能预测的研究，通过利用气象学和统计学方法对风速进行预测，从而提高对风能出力的准确性。
此外，风电场的布局优化也是实现大规模风电并网的关键。
合理选择风电场的建设地点可以最大限度地降低风能的波动性，提高风电发电机组的出力可预测性。
通过利用地理信息系统和风资源评估技术，可以实现对风电场布局的优化，以最大程度地利用风能资源，并降低风电发电机组之间的相互影响。
最后，风电的接入策略对于实现大规模风电并网至关重要。
风电发电机组的接入策略直接影响到电力系统的安全稳定运行。
通过研究和优化风电发电机组的接入策略，可以减少对电网运行的影响，提高电力系统的安全性和稳定性。
在大规模风电并网技术的研究与应用中，还需要考虑风电发电机组的功率测量、调速与调频控制、电压和频率控制以及电网故障应对等问题。
风电场高电压穿越能力特性分析
风电场高电压穿越能力特性分析摘要：基于风电机组高电压穿越能力测试设备的运行原理，针对单台机组开展高电压穿越能力测试分析，测试结果表明：本文所采用的检测方法及分析结果与机组实际运行中的高电压穿越能力一致，为开展大规模集中并入直流近区电网的风电场高电压穿越能力评估提供了必要手段和参考依据。
关键词：高电压穿越能力、电压骤升、风力发电机组引言风力发电作为新能源当中具备大规模开发条件和商业化发展中最具有前景发电的方式之一，在能源开发中占有不可替代的作用。
我国近些年以来风电装机容量的迅速的增加，大规模风电机组并网给电网带来了前所未有的压力和挑战，其中电压扰动问题尤为显著。
国内某装机832MW的风场发生低电压故障，由于无功补偿装置响应滞后，使风场在低电压故障恢复后进入高电压穿越，造成220千伏母线电压升高至262千伏（1.19Pu），风场脱网风机310台，损失出力412MW。
系统故障电压跌落，750 kV XX变330 kV 母线电压最低跌至267 kV（0. 735 pu），持续时间20 ms，因机组不具备LVRT 而脱网274 台风机，共损失出力377.13 MW。
故障切除后，系统电压回升，而各风电场升压站的SVC 装置电容器支路因无自动切除功能而继续挂网运行，同时因风电大量切除，共同引起系统电压升高，XX变330 kV 母线电压瞬间达到365 kV（1.11 pu），最高达到380 kV（1.15pu），750 kV 母线电压瞬间达到800 kV，最高达到808 kV。
网内部分风电机组由于过电压保护动作而脱网300 台，共损失出力424.21MW。
高电压穿越期间，风电场是否能够保证风机不脱网持续运行，关系到整个电网的安全稳定运行。
根据我国风电场的实际运行情况，对风电机组的高电压穿越能力做了详细要求，要求并网发电的风电机组必须具备高电压穿越能力。
1高电压穿越ＨＶＲＴ高电压穿越（high voltage ride –through,HVRT）是指当发生高电压故障时，风电机组保证不脱网连续运行，在电压升高期间风机能够通过变流器调节输出一定量的无功来维持并网点电压水平，同时保证风机可以快速进行有功恢复。
《2024年永磁直驱风力发电系统故障穿越技术研究》范文
《永磁直驱风力发电系统故障穿越技术研究》篇一一、引言随着可再生能源的快速发展，风力发电作为绿色能源的重要组成部分，其技术水平和应用范围不断扩大。
永磁直驱风力发电系统因其高效率、低维护成本等优点，在风力发电领域得到了广泛应用。
然而，系统的稳定性和可靠性对于风力发电的持续运行至关重要。
其中，故障穿越技术是保障系统在遭遇故障时能够快速恢复，维持电力供应连续性的关键技术。
本文将针对永磁直驱风力发电系统的故障穿越技术进行深入研究，探讨其技术原理、实现方法和应用前景。
二、永磁直驱风力发电系统概述永磁直驱风力发电系统是一种将风能直接转换为电能的技术，其核心部分是永磁发电机。
该系统通过风力驱动发电机转动，直接将机械能转化为电能，无需齿轮箱等中间转换机构。
这种系统结构简单、效率高、维护成本低，是当前风力发电领域的主流技术之一。
三、故障穿越技术原理故障穿越技术是指在风力发电系统中遭遇故障时，系统能够迅速检测并处理故障，以最小的损失保持系统的连续运行。
对于永磁直驱风力发电系统而言，故障穿越技术主要包括以下几个方面：1. 检测技术：通过传感器实时监测系统的各项参数，如电压、电流、转速等，一旦发现异常即判断为故障。
2. 诊断技术：通过算法对故障进行诊断，确定故障类型和位置，为后续的处理提供依据。
3. 控制策略：根据诊断结果，采取相应的控制策略，如切换备用设备、调整系统参数等，以最快速度恢复系统正常运行。
4. 能量管理：在故障期间，通过能量管理策略保证系统能量的稳定供应，避免因故障导致系统瘫痪。
四、实现方法与技术挑战1. 实现方法：（1）硬件冗余设计：通过增加备用设备，如备用发电机、备用逆变器等，提高系统的容错能力。
（2）软件控制策略：通过优化控制算法，实现系统的快速响应和故障处理。
（3）能量存储技术：利用储能设备如锂电池等，在故障期间提供能量支持。
2. 技术挑战：（1）故障诊断的准确性：如何快速准确地诊断出故障类型和位置是故障穿越技术的关键。
风电机组高压穿越能力信息化分析
风电机组高压穿越能力信息化分析高压穿越能力主要是指风电机组在输电网出现短路故障时的抗击能力，即在电网短路情况下，风电机组能够承受瞬时过电流和过电压，保证其电气设备的安全稳定运行。
风电机组的高压穿越能力直接影响到风电机组的安全性和可靠性。
1、电路拓扑结构分析。
风电机组的电气系统由多个电气设备组成，如齿轮箱、发电机、变频器、变压器等，其电路拓扑结构关系到高压穿越能力分析。
通过对电路拓扑结构的分析，可以确定每个电气设备之间的作用关系，从而寻找更优的电路连接方式。
2、电气设备参数分析。
风电机组的电气设备参数是高压穿越能力分析中的关键指标。
通过对电气设备的相关参数进行分析，如额定电流、额定电压、绝缘电阻等，可以判断电气设备是否具备高压穿越的能力，并进一步确定其抗穿越能力。
3、电气运行状态分析。
风电机组的电气运行状态是影响高压穿越能力的另一个重要因素。
通过对电气运行状态的监测和分析，可以发现潜在的故障，及时进行故障处理，确保电气设备的安全稳定运行。
4、故障模拟和仿真。
对于风电机组的高压穿越能力，通过故障模拟和仿真可以进行更加精确的评估。
故障模拟和仿真可以更好地展现风电机组的电气运行状态，在高压穿越时的响应和抗击能力。
除上述分析外，高压穿越能力信息化分析还应考虑以下几个方面：1、数据采集和处理。
针对高压穿越能力分析，需要采集大量的数据，如风电机组电气设备状态数据、电气运行状态数据、电气设备参数数据等。
通过数据处理和分析，可以获得更加准确的高压穿越能力信息。
2、数据标准化。
为了更好地实现高压穿越能力信息的共享和比较，需要对数据进行标准化处理。
标准化能够消除不同数据间的差异，使得数据更加可比。
3、数据可视化。
通过数据可视化，可以把高压穿越能力的信息呈现出来，以便用户快速了解风电机组的高压穿越能力，同时可以更加直观地分析数据，以便更好地进行决策和规划。
综上所述，风电机组高压穿越能力信息化分析是风电领域的关键问题之一。
风电场并网性能测试中的故障诊断与排除技术研究
风电场并网性能测试中的故障诊断与排除技术研究随着环保理念的普及和煤炭等传统能源的减少，风电等新能源的发展愈加迅速。
风力发电是一种依靠自然风力驱动风机叶片旋转，进而带动发电机进行电能转换的技术。
而为了更好地发挥风力发电的作用，保证风电场的发电效率，风电场需要将发电的电能接入电力系统，这就要求风电场并网。
风电场并网性能的稳定性与可靠性较新能源发电中显得尤为重要，同时也成为人们普遍关心的问题。
然而，在风电场并网过程中，往往会出现一些异常故障，影响风电场的发电效率、可靠性和安全性。
因此，在风电场并网性能测试中，故障诊断与排除技术研究越来越受到人们的关注。
一、风电场并网性能测试的研究现状风电场并网性能测试研究相对而言还比较年轻，研究成果不够，可行的技术不够成熟。
风电场并网性能测试主要研究包括风电机组的故障诊断、整个风电场的并网性能评估和质量监控。
风电场并网性能测试中，故障诊断与排除技术研究是一个重要的局部，也是系统检测中的重点部分。
二、风电场并网性能异常故障的原因在风电场并网性能测试中，故障诊断与排除技术研究面临的挑战主要体现在风电场并网性能中的异常故障。
风电场并网性能的异常故障主要由以下原因造成：1、电网故障。
在风电场并网过程中，可能会出现电网的故障，如电源掉电、线路故障、变电站设备故障等。
2、风电场内部故障。
风电场在运行过程中，可能会发生一些电机故障、控制故障、构件失效等问题。
3、风电场内的维护问题。
风电场为了保证安全性和稳定性，需要进行定期的检修和维护，但是工作人员的技能和维护方法可能会影响风电场的运行。
三、风电场并网性能异常故障的诊断与排除技术针对上述风电场并网性能异常故障的原因，故障诊断与排除技术研究可以采用多种技术手段进行。
1、数据采集与分析技术。
采集和处理风电场内必要的数据，如电压、电流、功率、频率、温度等信息，进行相关数据的采集与分析，及时判断风电场的运行状态，判别是否存在异常，并从数据中找到故障的根源。
高压直流输电系统故障分析及其线路保护方案
高压直流输电系统故障分析及其线路保护方案作者：孙天甲来源：《科技创新与应用》2015年第04期摘要：近年来，随着社会的发展，高压直流输电技术也得到了较快的发展，高压直流输电技术凭借其显著的经济效益与社会效益在社会中得到了广泛的运用，但是如何提高高压直流输电系统运行的安全性与可靠性成为了急需解决的问题，文章主要对高压直流输电系统中容易发生的故障进行分析，并提出高压直流输电线路保护方案。
关键词：高压直流输电系统；故障分析；线路保护引言高压直流输电系统拥有输送电流容量大、功率调节容易、电网互联方便、送电距离远、线路走廊窄等优势，因此在远距离电能传输、分布式能源接入电网、非同步电网互联以及大城市中心区域电缆供电等领域拥有明显的优势[1]，我国也已经成为了直流输电大国，高压直流输电系统一旦出现故障，将会造成较大的经济损失与威胁用户的安全。
因此提高高压直流输电系统运行的安全性与可靠性是人们普遍关注的问题，也是急需解决的问题。
1 高压直流输电在大都市受端电网的应用前景高压直流输电技术与交流输电技术相比较而言，高压直流输电技术不存在系统稳定问题，限制短路电流，调节快速、运行可靠，没有电容充电电流这些问题，因此高压直流输电技术在长距离大容量输电以及电网的互联方面适用性很强。
而且就我国目前电网发展的情况来看，中部和东部沿海地区电力消费占80%左右，而我国水能资源主要集中于西部和西南部地区，使中部和东部沿海地区大都市存在远距离、大容量输电以及电网互联等方面的问题[2]，而且在大城市的电网发展中，动态无功不足、短路电流增大、可再生能源发电电源并网运行影响电网运行稳定等问题越来越突出，继续解决高压直流输电凭借其优势能够很好的解决这些问题。
现阶段，我国特高压输电技术还不够成熟，而且直流输电可控性高，在隔离故障方面，效果较好，在输电运行管理方面也比特高压输电技术更有优势，采用直流输电解决电网互联问题，可以有效的解决两网之间互相干扰问题，保持两网之间的稳定性。
风电场故障穿越能力研究
量 ，作 为 逆 变 器 运 行 ；当 电机 超 同步 速 运 行 时 ， 从转子中吸收能量 ，作整流器运行 ，并通过 网侧
变换器将 能量 回馈 到 电 网 ；当 电机 以 同步速 运 行 时 ，向转子馈 人 直 流励 磁 电流 ，实 际作 斩波 器 运 行 。另外 ，采用 定子 磁链 定 向矢量 变换控 制技术 ，
２ ．华南 理工 大学 电力 学 院 ， 东 广
汕头
广州
５ ５４ ； １０ １
５０ ４ ） １ ６ ０
摘要 ：一 定规模 的风 电场 接入局 部 电网后 会 带 来电压稳 定 问题 ，影响 电力 系统稳 定。而从 风机 保护 的 角 度 而言 ，需要 考 虑 电力 系统发 生故 障时 ，风 力发 电机组 对 电力 系统 的暂 态响 应 。 以恒速 恒频笼 型异 步机 和 变速 恒频 双馈 绕线 式 电机 作 为发 电机 的风 电场 ，对并入 电网后发 生故 障 的 穿越 能 力进 行 分析研 究 ，建
一
收 稿 日期 ：２ １ ０ ２ ０ ０— ６— ０
１ ５
２１ ０ ０年第 ５期
云南 电力技术
第３ ９卷
励磁 电源进行 励 磁 ，转 子侧 变 换 器 向转 子 绕组 馈 人所 需 的励 磁 电流 ，完 成定 子 磁 链定 向矢 量控 制 任务 ，实现 最大风 能 捕 获 和定 子 输 出有 功无 功 的
型感应发电机 、双馈感应发 电机 ， 中 鼠笼 型感 器对风电场故 障穿越能力 的作用。进一步对风 电 其 场 应对 电网故 障的穿 越 能力进行 研究 。 应 发 电机直 接 接入 电 网 ，异 步 发 电机 在输 出有 功 的 同时 ，还 从 电 网 吸收 无 功 ，一 般在 极 端配 有 补 ２ 风 力 发 电 系统 偿 电容 器组进 行 无 功 补偿 。而 双馈 感 应 发 电机 则 定 速 风力 发 电机 系统 由于 其 简单 性 是 目前 国 是 通过转 子绕 组 的励 磁 控 制后 接 人 电网 ，通 过 转 内 比较 常见 的 系统 ，其 标 准 组 成 是 一个 失 速 或 者 子 绕组 的励磁 控制 ，可 实 现无功 调节 和变 速恒 频 。 主动失 速控制 的定 速 风轮 机和 鼠笼式 异步 发 电机 ， 风 力发 电对 于解 决 能 源危 机 和 环境 污染 有 积 如 图 １ 所示 。异 步发 电机 发 电 的首要 条 件 是 要 吸 极 的作用 ，因而 受 到 了越 来 越 多 的重 视 ，其 应用 收无 功来 建 立 磁 场 ，风 机 从 系统 吸收 无 功 ，必 然 规模 越来 越 大 ，由于 受 自然 环 境 的限 制 ，风 电场 会造 成 系统 的 电压 的 降低 和线损 的增 加 。 般 位于 电 网末 端 ，风 电容 量 的快速 增 加 ，势必 对接 人局部 电网产生 不容 忽视 的影 响 。 国外 有 些 国家 已对新 建 风 电场 的风 力 发 电机 提出了故障穿越或低压穿越功能要求 ，即要求风 力发电机组在电网故障或一定范围的低压条件下 ， 仍能连接在电网上 ，风力发 电机组在故障期 间应 能 向 电网提供 无 功 支 持 ，并 在 故 障 排 除后 立 即恢 图 １ 定 速风 力 发 电系 统 复 有功 发 电。在 电 网发 生 故 障 时 ，并 网 风 电机 组 在 启停 和切换 过 程 中 ，输 出功 率 将 会 产 生急 剧 变 新 型 的带 有变 桨 距调 节 的双 馈感 应 发 电机 组 化 ，因此 会产 生 电压 波 动 和 闪变 ，并 引起 风 电机 结 构 图如 图 ２所示 ，一般单 机容 量普遍 较 前者 大 ， 组接入端及其他相邻节 电的电压波动和闪变。提 具有最大风能捕获、变速恒频和无功调节等功能， 高 风 电场 的故 障穿 越 能 力 已成 为一 个 运 行 上 的重 是 目前技 术 先进 的主 流机 型 。 要研 究课题 。 绕线 式双 馈感 应 发 电机 的转 子 由两个 “ 靠 背 针对恒 速 异步 风 力 发 电系 统 ，研 究 这类 型 风 背 ” 连接 的电压 型 Ｐ ＷＭ 变换 器 （ 别 记 作 转 子 分 电场 并 网运 行对 无功 功率 分配 、电压水 平 的影 响 ； 侧 变换器 和 网侧 变换 器 ，总称 为 双 Ｐ ＷＭ 变换 器 ）
高压直流输电系统中的故障诊断与恢复策略研究
高压直流输电系统中的故障诊断与恢复策略研究高压直流输电系统是一种重要的电力传输方式，具有大容量、长距离传输和低能耗等优点。
然而，由于环境因素、设备老化以及操作失误等原因，高压直流输电系统故障时有发生。
这些故障对电网安全和可靠性造成威胁，因此，研究高压直流输电系统中的故障诊断与恢复策略变得尤为重要。
一、故障诊断策略1. 故障类型识别在高压直流输电系统中，故障类型多种多样，包括短路故障、接地故障、断线故障等。
因此，首先需要进行故障类型的识别。
一种常用的方法是采用传感器和监测装置对系统各个节点的电流、电压和温度等参数进行实时监测，并通过数据分析和故障诊断算法对异常情况进行识别，进而确定故障类型。
2. 故障定位一旦故障类型确定，下一步就是确定故障发生的位置。
故障定位的主要方法包括：（1）移动窗口法：通过滑动窗口的方式对系统的各个节点逐步进行故障定位，直到找到故障发生的位置。
（2）阻抗测量法：通过测量系统各个节点的阻抗来确定故障位置。
当故障发生时，系统中的电压和电流之间会出现较大的阻抗变化。
（3）波形比对法：将故障波形与正常波形进行比对，通过波形差异来确定故障位置。
3. 故障判断与辅助诊断针对高压直流输电系统故障判断和辅助诊断，可采用以下方法：（1）故障判断：通过电流、电压、温度等参数的变化情况来判断故障的严重程度和对系统的影响程度。
例如，当电流、电压剧烈波动或超过设定阈值时，可判断故障发生。
（2）辅助诊断：利用故障诊断专家系统和数据分析方法对故障进行诊断。
通过对系统参数的分析和比对，可以确定故障的根本原因，从而制定相应的恢复策略。
二、恢复策略研究1. 故障排除一旦故障发生并确定了故障的类型和位置，首先需要采取的措施是尽快排除故障。
具体措施包括：（1）切断故障部分电路：通过切断故障部分的电路，可以将故障隔离，避免故障对整个系统的进一步影响。
（2）故障修复：对发生故障的设备进行修复或更换，以恢复系统的正常运行。
风电机组高压穿越能力信息化分析
风电机组高压穿越能力信息化分析风电机组是利用风能来产生电力的设备，其具有环保、可再生、资源丰富等优点，因此受到了广泛的关注和应用。
在风电机组的运行中，高压穿越能力是一个非常重要的指标，对于确保风电机组的安全运行有着至关重要的作用。
本文将对风电机组高压穿越能力的信息化分析进行详细阐述。
一、高压穿越能力的定义及意义高压穿越能力是指风电机组在遇到外部高压电网故障时，能够保持连续运行并安全穿越的能力。
风电机组一般和电网直接相连，而电网中存在着各种故障，如短路、断路、过压、欠压等，如果风电机组不能有效地应对这些故障，就会导致故障扩大，甚至对整个电网产生影响，高压穿越能力对于风电机组的安全运行至关重要。
风电机组高压穿越能力的提升与信息化技术密切相关。
信息化技术可以通过监控、控制和数据分析等手段，提高风电机组对外部电网故障的应对能力，具体表现在以下几个方面：1. 监控系统的完善风电机组的监控系统可以实时监测电网的运行状态，包括电压、频率、电流等参数。
通过对这些参数的监测，可以及时发现电网故障的存在，并采取相应的措施，提高风电机组对故障的识别和应对能力。
2. 控制系统的优化风电机组的控制系统可以根据监测到的电网状态，自动调整风机的运行方式，保证在电网故障发生时风电机组能够保持稳定运行。
可以通过调整风机的出力、改变并网方式等手段，减小风电机组受到的电网冲击，提高高压穿越能力。
3. 数据分析的应用通过对风电机组运行数据的分析，可以建立电网故障模型，预测电网故障的发生可能性，制定相应的应对策略。
还可以对风电机组运行过程中的故障进行分析，总结经验，提高风电机组对电网故障的应对能力。
4. 通信技术的应用通过以上信息化技术的应用，可以有效提高风电机组的高压穿越能力，保障其安全运行，并对电网的稳定运行起着重要的作用。
随着信息化技术的不断发展和成熟，风电机组的高压穿越能力信息化分析也在不断改进和完善，未来有以下几个发展趋势：1. 大数据和人工智能的应用随着大数据和人工智能技术的发展，风电机组可以通过对大量实时数据的分析，建立更准确的电网故障模型，并利用人工智能技术对电网故障进行智能识别和预测，从而更加有效地提高风电机组的高压穿越能力。