风力发电并网技术课件

新能源发电并网技术主讲：贾振国长春工程学院能源动力工程学院电话：136044384710431-85711671邮箱：jiazenguo@QQ：429475655新能源发电并网技术主讲：贾振国长春工程学院能源动力工程学院电课程主要内容一、电力系统、电网与电能质量二、风力发电及其并网技术三、光伏发电及其并网技术四、分布式电源与微电网技术五、储能技术与智能电网课程主要内容一、电力系统、电网与电能质量1、GB/T12325电能质量供电电压偏差2、GB/T15945电能质量电力系统频率偏差3、GB/T15543电能质量三相电压不平衡度4、GB/T12326电能质量电压波动和闪变5、GB/T14549电能质量公用电网谐波6、GB/T24337电能质量公用电网间谐波7、GB/T19862电能质量电能质量监测设备通用要求8、GB/Z19963风电场接入电力系统技术规定9、NB/T31003大型风电场并网设计技术规范10、国家电网公司光伏电站接入电网技术规定11、Q/GDW480分布式电源接入电网技术规定12、GB/T20302风力发电机组电能质量测量和评估方法13、GB/T19069风力发电机组控制器技术条件本课程涉及的主要技术标准与规范1、GB/T12325电能质量供电电压偏差本课程教学内容简介一、电力系统、电网与电能质量

1、电力系统与电网

4、新能源发电与电能质量3、电能质量2、同期与同期并列教学内容简介一、电力系统、电网与电能质量1、电力系统与电网教学内容简介二、风力发电及其并网技术

1、风力发电的特点

2、风电机组的并网方式

3、风电机组并网运行控制模型

4、风电场建模与并网控制

5、风并网后引起的电能质量问题

6、风电机组的低电压穿越技术

7、风电场并网的技术规定和要求

8、风电场并网实例分析

9、风电场并网关键技术

教学内容简介二、风力发电及其并网技术1、风力发电的特点教学内容简介三、光伏发电及其并网技术

1、太阳能发电发展现状

2、光伏发电系统设计原则

3、光伏发电系统特性

4、光伏发电并网

5、光伏发电并网关键技术

6、光伏电站实例

教学内容简介三、光伏发电及其并网技术1、太阳能发电发展现教学内容简介四、分布式电源与微电网技术

1、分布式电源

2、微型电网技术

3、分布式电源并网技术

五、储能技术与智能电网

1、储能技术现状

2、主要储能技术的经济技术比较

3、智能电网的概念

4、智能电网的发、输、变、配、用、调环节

教学内容简介四、分布式电源与微电网技术1、分布式电源教学参考书目1、风电并网运行与维护张新燕等

机械工业出版社

2、风电场并网朱莉等

机械工业出版社

3、太阳能与风能发电并网技术李春来等

水电出版社

4、智能电网技术刘振亚

中国电力出版社

5、太阳能光伏并网发电及其逆变控制机械工业出版社

6、分布式发电与微电网技术徐青山人民邮电出版社

7、分布式发电及储能技术基础杨秀中国水利水电出版社

8、风力发电厂并网安全性评价依据中国电力出版社

教学参考书目1、风电并网运行与维护张新燕等机械工业第1章电力系统、电网与电能质量相关知识一、我国的电力系统及电网现状

1、五大发电集团中国华能集团公司中国华电集团公司中国大唐集团公司中电投集团公司中国国电集团公司第1章电力系统、电网与电能质量相关知识一、我国的电力系国家电网公司南方电网公司华北电网有限公司.(77GW)东北电网有限公司.(41.5GW)华东电网有限公司.(79GW)西北电网有限公司.(27GW)华中电网有限公司.(65.4GW)其它(9.8GW)超高压输电公司广东电网公司广西电网公司云南电网公司贵州电网公司海南电网公司（77GW）2、两大国家级电网公司第1章电力系统、电网与电能质量相关知识一、我国的电力系统及电网现状

国家电网公司南方电网公司华北电网有限公司.(77GW)超3、四种电网类型一级输电网络（220KV-1000KV）

二级输电网络（110（66）KV-220KV）

中压配电网（66KV-35KV）

低压配电网（380V）

一级输电向二级输电系统输送电能。这类电网将发电厂与枢纽变电站连接起来，进而将电能输送到二级输电网络。一般采用三相架空杆塔线路联结成网。通常电力用户，即使是大型用户都不直接从该电网中取电。二级输电网从枢纽变电站汲取电能，向大型工业用户的配电变电站和公共电网的HV/MV配电变电站供电。低压配电网从公共配电变电站向各种个人用户、工厂车间等供电。中压配电网从HV/MV变电站或公共电网的配电系统取得电能，向中小型工业用户供电。中压配电网在城区一般采用地缆形式，在乡村一般采用架空线。第1章电力系统、电网与电能质量相关知识一、我国的电力系统及电网现状

3、四种一级输电网络（220KV-1000KV）第1章电力系统、电网与电能质量相关知识一、我国的电力系统及电网现状

第1章电力系统、电网与电能质量相关知识一、我国的电力系4、我国的电压等级第1章电力系统、电网与电能质量相关知识一、我国的电力系统及电网现状

4、我国的电压等级第1章电力系统、电网与电能质量相5、我国的电压等级高压（HV:Highvoltage）：10kV~220kV

超高压（EHV:Extrahighvoltage）：330kV~1000kV，±500kV特高压（UHV:Ultrahighvoltage）：1000kV以上，±800kV以上练习：关于远距离输电，下列表述不正确的是（）

A．高压输电是通过减小输电电流来减小电路的发热损耗的；

B．增加输电导线的横截面积有利于减少输电过程中的电能损失；C．在输送电压一定时，输送的电功率越大，输电过程中的电能损失越小；

D．高压输电必须综合考虑各种因素，不一定是电压越高越好。

第1章电力系统、电网与电能质量相关知识一、我国的电力系统及电网现状

5、我国的电压等级高压（HV:Highvoltage）

1、同期的概念

当待并列运行的电源是交流电源时，由于交流电源存在三要素：电压、频率、相位。所以待并列的电源，电压、频率、相位要一致，称为同期操作。如果不进行同期操作，合闸的瞬间会造成强大的冲击电流，从而严重损害设备或影响系统的安全运行。第1章电力系统、电网与电能质量相关知识二、电力系统同期与同期并列

1、同期的概念当待并列

2、两种同期操作方式

自同期

采用此种方式时，先开启机组，当转速接近额定转速时，直接合机组出口断路器，连接机组和和母线（系统），在加励磁，在系统的作用下，使机组进入同步运行状态。准同期

采用此种方式时，先开启机组，当转速满足条件时，加励磁。如果电压、相位、频率满足要求后，发合闸命令，使机组并列上网发电。第1章电力系统、电网与电能质量相关知识二、电力系统同期与同期并列

2、两种同期操作方式自同期准同期第1章电

2、两种同期操作方式

自同期特点1、操作简单，机组并列快，不会造成非同期合闸。2、合闸瞬间，机组会产生很大的冲击电流，对机组和系统会产生强烈的冲击，所以一般只适用于小机组。准同期特点1、机组不会产生冲电流（或很小），对系统影响小。2、操作要复杂些，手动准同期对运行人员要求较高，可能造成非同期合闸，从而烧坏机组或造成系统故障。3、可以用于线路同期操作。第1章电力系统、电网与电能质量相关知识二、电力系统同期与同期并列

2、两种同期操作方式自同期特点准同期特点第1

3、电力系统并列

第1章电力系统、电网与电能质量相关知识二、电力系统同期与同期并列

并列同步电机并入电网系统间并列电力系统运行中，任一母线电压瞬时值可表示为：式中：

（1）并列的概念

3、电力系统并列第1章电力系统、电网与

3、电力系统并列

第1章电力系统、电网与电能质量相关知识二、电力系统同期与同期并列

（1）并列的概念

并列断路器合闸时，冲击电流应尽可能的小，其瞬时最大值一般不超过１～２倍的额定电流。发电机组并入电网后，应能迅速进入同步运行状态，其暂态过程要短，以减少对电力系统的扰动。3、电力系统并列第1章电力系统、电网与第1章电力系统、电网与电能质量相关知识二、电力系统同期与同期并列

4、准同期并列的条件

(1)fG=fX；(2)UG=UX；(3)δe=0。

理想条件：

实际条件：

(1)电压差<10%；(2)频率差<0.2~0.5%；(3)相位差<10度；第1章电力系统、电网与电能质量相关知识二、电力系统同期第1章电力系统、电网与电能质量相关知识二、电力系统同期与同期并列

5、非同期并列的冲击

概念：在短路后约半个周波（0.01秒）时将出现短路电流的最大瞬时值，称为冲击电流。计算公式：冲击电流物理意义：它会产生很大的电动力（在电气设备中产生的电动力与其平方成正比），其大小可用来校验电工设备在发生短路时机械应力的动稳定性。第1章电力系统、电网与电能质量相关知识二、电力系统同期第1章电力系统、电网与电能质量相关知识二、电力系统同期与同期并列

5、非同期并列的冲击

（1）仅有电压差

①频率fG=fX；③电压幅值UG≠UX。②相角差δe=0；冲击电流有效值：冲击电流最大瞬时值：※出现这种情况时，冲击电动力对发电机定子绕组端部机械产生危害！第1章电力系统、电网与电能质量相关知识二、电力系统同期第1章电力系统、电网与电能质量相关知识二、电力系统同期与同期并列

5、非同期并列的冲击

（1）仅有相角差

①频率fG=fX；③相角差δe≠0。②电压幅值UG=UX；空载发电机冲击电流有效值：※当δe很小时，可认为Ih超前Us900，此时产生的冲击电动力，可能使机组联轴受到突然冲击！第1章电力系统、电网与电能质量相关知识二、电力系统同期第1章电力系统、电网与电能质量相关知识二、电力系统同期与同期并列

5、非同期并列的冲击

（1）仅有频率差

第1章电力系统、电网与电能质量相关知识二、电力系统同期第1章电力系统、电网与电能质量相关知识二、电力系统同期与同期并列

5、非同期并列的冲击

（1）仅有频率差

第1章电力系统、电网与电能质量相关知识二、电力系统同期第1章电力系统、电网与电能质量相关知识二、电力系统同期与同期并列

5、非同期并列的冲击

1)脉动周期Ts、滑差频率fs、滑差角频率ws均可表示发电机的频率与电网的频率之间的差值关系。2)相角差是时间的函数，因此合闸时的相角信号差与发出合闸信号的时间有关。3)如果合闸时间恰当，合闸相角很小，冲击电流小；如果合闸时间不恰当，合闸相角大，冲击电流也大。4)同时注意，如果并列时频率差很大，即使合闸时的相角差很小，能满足并列要求，但是，这时，发电机需要很长的暂态过程才能进入同步，严重时甚至还可能失步，因此，是不允许的。第1章电力系统、电网与电能质量相关知识二、电力系统同期6、准同期并列的操作方式

手动准同期：操作人员观察同期表，根据经验发合闸命令。一般作为自动准同期的备用方式。自动准同期：当现地控制单元发出合闸命令时，自动准同期装置自动寻找最佳合闸时间，发出合闸令。同时，在不满足同期合闸时，给励磁、调速器发出调整命令，加快合闸时间。第1章电力系统、电网与电能质量相关知识二、电力系统同期与同期并列

6、准同期并列的操作方式手动准同期：操作人自动准同期装置除了能够自动寻找到同期点、发同期合闸令以外，还具有根据实际情况，发出增加频率、增加电压、降低频率、降低电压的脉冲控制信号控制励磁和调速器，从而加快同期合闸的时间。

自动准同期为保证合闸瞬间冲击电流最小，采用恒定导前时间或导前相角的方法发出合闸令。

通常所使用的同期装置一般采用恒定导前时间的方法发出合闸脉冲。6、准同期并列的操作方式

第1章电力系统、电网与电能质量相关知识二、电力系统同期与同期并列

自动准同期装置除了能够自动寻找到同期点、发同

恒定导前时间：最理想的合闸瞬间是在系统电压和机组电压相量重合的瞬间。考虑到断路器操作机构和合闸回路的固有动作时间，必须在两电压相量重合之前发出合闸信号，即取一提前量。这一段时间一般称为“越前时间”，由于该越前时间只需按断路器的合闸时间进行整定，故称为“恒定导前时间”。6、准同期并列的操作方式

第1章电力系统、电网与电能质量相关知识二、电力系统同期与同期并列

恒定导前时间：6、准同期并列的操作方式7、微机型准同期并列装置

第1章电力系统、电网与电能质量相关知识二、电力系统同期与同期并列

（1）主要特点由于利用微处理器具有高速运算功能和逻辑判断能力，使对机组的调节更加快速，更加精确，在频差满足要求后，随时确定理想导前相角，使合闸瞬间冲击电流更小，同时过程缩短。（2）主要优势CPU的指令周期以微妙计，这对于频率为50hz，每周期20ms的信号来说，可以具有足够充裕的时间进行相角差和滑差角频率近乎瞬间值的计算。7、微机型准同期并列装置第1章