[00314393]集群风电-串补输电系统次同步谐振机理及治理对策研究和应用
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面议
类型：
非专利
技术成熟度：
已有样品
交易方式：
完全转让
联系人：
国网大武口公司
所在地：宁夏回族自治区石嘴山市
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技术详细介绍
该项目属电气工程学科，涉及电力系统运行及分析、风力发电装置及系统、输电线路串联补偿等多个专业。风电大容量、远距离通过串补线路输送是目前和将来中国风能利用的显著特点，华北电网沽源地区是该模式的典型代表。500kV沽源变电站是张家口地区大规模风电向京津冀负荷中心送电的关键汇集站，该地区自2010年以来先后发生了数十起次同步谐振事件，造成风机脱网和设备损害，严重威胁电网的安全运行和新能源消纳。随着中国新能源并网规模的不断增长，该问题也将在其他地区频繁发生，所引起的危害也会越来越大。大规模风电汇集系统运行呈现的新特性以及电力电子设备的快速响应特征，使得集群风电-串补输电系统的次同步谐振问题较之传统火电同类问题更为复杂。项目针对沽源的次同步谐振问题，揭示该新型风电次同步谐振成因，探明关键影响因素，提出了治理对策，并在现场采取了控制措施。主要成果包括：首次阐明“双馈风机控制参与的感应发电机效应”引发风电-串补输电系统次同步谐振的机理，指出风机变流器控制在谐振频率上的“负电阻”效应是导致谐振失稳的主要原因；首次提出计及双馈风机变流器内外环控制全尺度模型的RLC等效电路次同步谐振分析方法，实现了对集群风电-串补输电系统次同步谐振的定量分析；分析了风速、并网风机台数、串补度、变流器的控制参数等因素对谐振阻尼和频率的影响，首次揭示了次同步谐振阻尼与并网风机台数之间的非线性关系，探明了引发谐振的主导因素；提出治理次同步谐振的控制模型和方法，包括风机侧-嵌入式抑制滤波器、系统侧-主动能量吸收型抑制器；提出并应用通过调整运行方式避免谐振的技术措施，在不新增电网设备条件下，将谐振风险概率降低了95%。项目获得授权发明专利1项，受理专利10项，发表18篇论文，其中SCI检索3篇，EI检索15篇。项目成果已全面应用于沽源地区次同步谐振的分析与治理，大幅降低了风机脱网的概率，有力提升新能源消纳能力：新增新能源发电量约3800万千瓦时/年，减小二氧化碳排放约3.3万吨/年，具有显著的经济与环保效益。项目成果获得国内外同行的高度肯定，项目组成员多次应邀在IEEE PES会议上作专题发言，国内以余贻鑫院士为组长的鉴定专家认为：项目解决了集群风电-串补输电系统次同步谐振的关键技术难题，在机理分析、风机侧和电网侧抑制方法方面取得的成果属于国际*，达到国际领先水平，为其他风电次同步振荡问题的分析与治理奠定了基础。
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