風(fēng)力發(fā)電引起的電壓波動和閃變-文庫吧資料
2024-08-31 17:15本頁面
【正文】 有待解決的問題；計算范圍應(yīng)從風(fēng)電機組公共連接點擴(kuò)展到整個電網(wǎng)，從而可以更方便地評估風(fēng)力發(fā)電引起的電能質(zhì)量。主要研究方向和研究重點有：有些學(xué)者還采用靜止無功補償器[21]和感性儲能裝置[22]來減小并網(wǎng)風(fēng)電機組產(chǎn)生的功率波動，從而減小電壓波動和閃變。 發(fā)展展望在塔影、風(fēng)剪切和有限的槳距調(diào)節(jié)范圍的聯(lián)合作用下，恒速變槳距風(fēng)電機組持續(xù)運行過程中的功率波動幅值非常大，從而產(chǎn)生較大的電壓波動和閃變；而恒速變槳距風(fēng)電機組可以控制葉輪轉(zhuǎn)矩，啟動時產(chǎn)生的電壓波動和閃變比較小。由于啟動時無法控制葉輪轉(zhuǎn)矩，而持續(xù)運行過程中的功率波動較小，所以恒速定槳距風(fēng)電機組在切換操作過程中產(chǎn)生的電壓波動和閃變要比持續(xù)運行過程中產(chǎn)生的電壓波動和閃變大。 并網(wǎng)風(fēng)電機組在啟動、停止和發(fā)電機切換過程中也產(chǎn)生電壓波動和閃變。時，并網(wǎng)風(fēng)電機組引起的電壓波動和閃變最小。當(dāng)線路X/R比對應(yīng)的線路阻抗角為60176。合適的X/R比可以使有功功率引起的電壓波動被無功功率引起的電壓波動補償?shù)?，從而使整個平均閃變值有所減輕。 并網(wǎng)風(fēng)電機組公共連接點短路比和電網(wǎng)線路X/R 比是影響風(fēng)電機組引起的電壓波動和閃變的重要因素。例如，恒速風(fēng)電機組對p和3p 頻率比較敏感，會產(chǎn)生較大的電壓波動和閃變；但變速風(fēng)電機組卻可以減輕3p頻率的影響[15]，變速風(fēng)電機組運行產(chǎn)生的電壓波動和閃變水平遠(yuǎn)低于恒速風(fēng)電機組，幾乎是恒速風(fēng)電機組的1/4[16]。當(dāng)風(fēng)速達(dá)到額定風(fēng)速并持續(xù)增大時，恒速風(fēng)電機組產(chǎn)生的電壓波動和閃變繼續(xù)增大，而變速風(fēng)電機組因為能夠平滑輸出功率的波動，產(chǎn)生的電壓波動和閃變卻開始減小[15]。 風(fēng)況對并網(wǎng)風(fēng)電機組引起的電壓波動和閃變影響很大，尤其是平均風(fēng)速和湍流強度。 影響風(fēng)力發(fā)電引起的電壓波動和閃變的因素很多，如風(fēng)況（平均風(fēng)速和湍流強度等）、風(fēng)電機組類型、控制系統(tǒng)（槳距和速度控制等）和電網(wǎng)狀況（風(fēng)電機組公共連接點的短路容量、電網(wǎng)線路X/R 比和公共連接點所連接的負(fù)荷特性）等。頻域算法的優(yōu)點十分明顯，如測量時間短、計算速度快和可以區(qū)分不同頻率對閃變的影響等。國家實驗室進(jìn)行的電壓波動和閃變的計算方法研究[12]等。 在國際電工標(biāo)準(zhǔn)IEC 6140021出版以前，世界上沒有一套公認(rèn)的描述并網(wǎng)風(fēng)電機組電能質(zhì)量的特征參數(shù)及其相應(yīng)的計算方法。 從20世紀(jì)80年代起，世界上相關(guān)領(lǐng)域內(nèi)的學(xué)者們就開始研究風(fēng)力發(fā)電引起的電壓波動和閃變問題，在實地測量、實驗和建模仿真等研究領(lǐng)域取得了許多研究成果。 研究成果國際電工標(biāo)準(zhǔn)IEC 6100037[11]提供了估算中高壓電網(wǎng)所允許的閃變和電壓變化最大限值的方法。 對于多臺風(fēng)電機組連在公共連接點的情況，由于兩臺風(fēng)電機組不可能在同一時間完成切換操作，因此沒有必要考慮多臺風(fēng)電機組引起的相對電壓變動問題。 為了評估單臺風(fēng)電機組引起的電壓波動，可以根據(jù)下式計算短時間閃變值Pst和長時間閃變值Plt 式中 對計算所得的kf(φk)和ku(φk)分別取平均值，即為測量過程的最終結(jié)果。TP為測量持續(xù)時間；Ufic,max和Ufic,min分別為切換操作過程中ufic(t)有效值的最大值與最小值；Un為額定線電壓。 （2）風(fēng)電機組在額定風(fēng)速下啟動； 評估切換操作過程中的電壓波動必須涵蓋不同的電網(wǎng)阻抗角φk情況，以及下面3種切換操作過程： 為了評估一臺風(fēng)電機組引起的電壓波動，可以根據(jù)下式計算短時間閃變值Pst和長時間閃變值Plt 式中 根據(jù)服從瑞利分布的風(fēng)速和計算得出的閃變系數(shù)，得到閃變系數(shù)的累積概率分布函數(shù)為測量的最終結(jié)果。然后，由下式計算閃變系數(shù)c(φk)組的額定視在功率。以不同情況下的電壓、電流測量數(shù)據(jù)作為虛擬電網(wǎng)的輸入量，計算出風(fēng)電機組的輸出電壓ufic(t)。 持續(xù)運行過程 圖2中的虛擬電網(wǎng)由一個理想的相對地電壓源u0(t)、線路電阻Rfic和電感Lfic組成，u0(t)的幅值等于電網(wǎng)相電壓的標(biāo)稱值，相角等于風(fēng)電機組輸出電壓基波分量的相角，線路阻抗角等于電網(wǎng)阻抗角，im(t)為風(fēng)電機組輸出電流的測量值，ufic(t)為計算出的風(fēng)電機組的瞬時電壓。因此，為了在風(fēng)電機組公共連接點獲得不受電網(wǎng)條件影響的測試結(jié)果，IEC 6140021采用了一個無其他電壓波源的虛擬電網(wǎng)來模擬風(fēng)電機組輸出的電壓，虛擬電網(wǎng)的單相電路如圖2所示。 IEC 6140021的主要內(nèi)容包括：描述并網(wǎng)風(fēng)電機組電能質(zhì)量特征參數(shù)的定義或說明；電能質(zhì)量特征參數(shù)的測量過程；這些電能質(zhì)量特征參數(shù)是否滿足電網(wǎng)要求的評估方法。IEC 6140021提供的測量過程適用于任何與電網(wǎng)三相連接的風(fēng)電機組，且風(fēng)電機組的額定容量可以是任
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