风电讲座=＞超导解决风电并网难题

1、 - 美国超导公司美国超导公司 2 并网问题并网问题 全球并网标准全球并网标准 利用动态无功补偿满足并网标准利用动态无功补偿满足并网标准 推荐的并网标准推荐的并网标准 讨论议题讨论议题 3 风电并网对输电电网的影响风电并网对输电电网的影响 感应式发电机无功消耗高感应式发电机无功消耗高 出力的变化引起电压波动出力的变化引起电压波动 不能在要求的范围内调节电压不能在要求的范围内调节电压 电压突变可能引起跳闸事件电压突变可能引起跳闸事件 风速的变化可引起出力的突变风速的变化可引起出力的突变 4 典型的风场典型的风场 无功需求无功需求 电网电网 80 mw 80 mw 690v 690v 132 kv

2、 33 kv 125 mva 13% z 100% pf 157 mw -47 mvar 风机风机 0 mvar-11 mvar gsu 损失损失 -12 mvar 集电网络集电网络 损失损失 -24 mvar 变压器变压器 损失损失 总的总的 无功需求无功需求 -47 mvar inductive mvars 感应的兆伏安感应的兆伏安 125 mva 13% z 33 kv 风场的有较大的无功需求风场的有较大的无功需求 电网连接点的功 率因数是96% 5 全球风电并网标准全球风电并网标准 6 全球新风场需要满足的并网要求全球新风场需要满足的并网要求 不同国家对风电并网的要求不同，但主旨是相同

3、的不同国家对风电并网的要求不同，但主旨是相同的 风电不可以降低电网的安全性风电不可以降低电网的安全性 国家或电力公司国家或电力公司功率因数要求功率因数要求lvrt/hvrt动态无功要求动态无功要求 1.south australia 2.united kingdom 3.usa (ferc/nerc) 4.ontario, canada 5.alberta, canada +/-93% at poi +/-95% at poi +/-95% at poi +90/-95% at mv bus +90/-95% at poi 50% of total 100% in 1 second not r

4、equired match conventional 50% of total yes/yes yes/no yes/no yes/yes yes/no 1. 西班牙 新规定要求现已运行的风机具备低电压穿越的能力 2. 德国 新规定要求现已运行的风机具备动态调节功率因数的能力 对已建风场提出的无功要求对已建风场提出的无功要求 7 实现这些标准的条件实现这些标准的条件 升级风机以提高性能，满足并网需求升级风机以提高性能，满足并网需求 在集电母线处增设设备在集电母线处增设设备 在集电母线处增设一些设备并提高风机的性能在集电母线处增设一些设备并提高风机的性能 在电网连接点高压母线侧增设设备在电网连接

5、点高压母线侧增设设备 8 在集电母线处增设解决方案有许多优势在集电母线处增设解决方案有许多优势 对大型风场的安装来说更经济对大型风场的安装来说更经济 风机脱网的情况下，也可以提供电压调节能力风机脱网的情况下，也可以提供电压调节能力 允许更灵活的集电电网设计允许更灵活的集电电网设计 允许电力公司进行更大的范围的电压控制允许电力公司进行更大的范围的电压控制 解决方案是模块设计，可以扩展解决方案是模块设计，可以扩展 9 利用动态无功补偿满足风电并网要求利用动态无功补偿满足风电并网要求 1010 变电站级的解决方案变电站级的解决方案: 美国超导的美国超导的d-var 系统系统 amsc提供的风电并网解

6、决方案提供的风电并网解决方案 风机级解决方案风机级解决方案: 美国超导的美国超导的pm3000w 功率变流器功率变流器 amsc的解决方案可以满足全球风电并网的要求的解决方案可以满足全球风电并网的要求 11 d-var 系统 系统 - 动态无功动态无功设备设备 基于全集成的igbt设计， d-var（一种statcom产品）的过载能力是其 额定功率的2.67 倍 提供动态的超前和滞后的无功 d-var系统可与其他电容器和电抗器实现无缝连接，作为大型动态解决方 案的一部分 全球36个风场安装了d-var系统进行 - 功率因数调节 - 电压调节 - lvrt - hvrt 模块化设计，单体4mva

7、 12 南澳大利亚的风电并网要求南澳大利亚的风电并网要求 在满发状态下，变压器高压侧的功率因数满足+/-93%。 一半的功率因数调节能力须为动态。 无功输出至少与发电水平成比例 调节输电系统电压 在附近输电电网发生故障或高压状态下，避免风场脱网 故障后输电系统电压至少恢复到90%水平 澳大利亚的并网标准是全面的澳大利亚的并网标准是全面的 13 南澳大利亚南澳大利亚lake bonney风场风场 的无功补偿系统的无功补偿系统 （d-var 设备设备 是其中的一部分）是其中的一部分） t1 60/125 mva 132-33 kv t2 60/125 mva 132-33 kv 132 kv 33

8、 kv 33 kv n.o. 断路器 80 mw 39 mw 120 mw 断路器 控制信号控制信号 控制信号控制信号 风机无功风机无功 功率控制功率控制 无功功率控制无功功率控制 13.5 mvar 电容器组 4 mva 4 mva 4 mva 13.5 mvar 电容器组 4 mva 4 mva 4 mva 13.5 mvar 电容器组 13.5 mvar 电容器组 d-var 主控器主控器 pt 监控信号 ct 14 lake bonney风场风场 d-var 配置总结配置总结 d-var系统解决方案满足静态和动态无功输出要求 d-var系统在132 kv母线上提供快速、动态、持续的电压

9、调节 d-var系统满足hvrt要求 d-var系统满足暂态过程后电压恢复要求 d-var系统通过利用风机本身的功率因数动态调节能力降低成本 d-var系统和风机共同协调满足lvrt要求 d-var系统完全满足澳大利亚的并网要求系统完全满足澳大利亚的并网要求 15 existing wind turbine 现有风机 690v/20kv 变压器 existing wind turbine p.f. correction caps 风机现有的 补偿电容器 直流母线电容 inverter cabinet变流器柜 dynamic braking resistors 动态制动电阻器 dbr enclosure dbr机柜 在本不具备低电压穿越能力的风机上实现lvrt 为已建风场提供低电压穿越能力为已建风场提供低电压穿越能力 static switch 静态开关静态开关 normally closed 常闭常闭 static switch cabinet静态开关柜 16 推荐的风电并网要求推荐的风电并网要求 风力发电应该与传统发电一样满足并网标准 风电并网标准包括： - 具备调节输电