應對大規(guī)模風機連鎖停運的風電場反脫網(wǎng)系統(tǒng)研究中文摘要

近年來大規(guī)模風機連鎖脫網(wǎng)事故的頻繁發(fā)生，對風電場并網(wǎng)運行的安全穩(wěn)定性課題提出新要求：在以往從風電機組的低電壓穿越能力、風機保護、并網(wǎng)控制策略等方面開展研究的基礎上，還必須從因大規(guī)模風機存在而形成的復雜故障形態(tài)、風電場合理架構、風電場側(cè)保護與控制優(yōu)化、無功調(diào)控能力的合理運用等關鍵問題入手，從風電場側(cè)提供解決手段。本課題以加強風電場運行安全性、提高故障情況下風電場的反脫網(wǎng)能力為著眼點，擬開發(fā)一套與風電場特點高度相容的、集保護、重合閘優(yōu)化、以及無功資源協(xié)調(diào)控制功能于一體的風電反脫網(wǎng)系統(tǒng)。課題的主要研究內(nèi)容和關鍵技術包括：含風電電力系統(tǒng)故障電磁暫態(tài)過程形態(tài)特征提取及風電場架構無序性與保護配置和整定的失調(diào)機理；突出保護靈敏性的孤島保護新方法；風電場中無功資源與保護及重合閘相適應的區(qū)域協(xié)調(diào)控制策略等。本課題的研究成果將為大規(guī)模高集中風電場反脫網(wǎng)體系奠定理論基礎，也使我國在這方面的研究走在國際前列。

近年來大規(guī)模風機連鎖脫網(wǎng)事故的頻繁發(fā)生，對風電場并網(wǎng)運行的安全穩(wěn)定性課題提出新要求：在以往從風電機組的低電壓穿越能力、風機保護、并網(wǎng)控制策略等方面開展研究的基礎上，還必須從因大規(guī)模風機存在而形成的復雜故障形態(tài)、風電場合理架構、風電場側(cè)保護與控制優(yōu)化、無功調(diào)控能力的合理運用等關鍵問題入手，從風電場側(cè)提供解決手段。為提升風電場并網(wǎng)運行的安全穩(wěn)定性，防止大規(guī)模連鎖脫網(wǎng)事件的發(fā)生，本項目圍繞風電場架構、保護控制優(yōu)化及無功調(diào)控能力幾個關鍵問題開展了四個方面的研究：一、解析了不同類型風機故障動態(tài)與保護動作的交互影響，量化評估了考慮風電機組穿越過程的電流保護誤動風險；為降低誤動風險，提出了基于RBFNN的自適應撬棒保護及附加阻尼控制策略，并提出了保護和無功補償設備的綜合協(xié)同控制策略；二、為避免單一元件故障造成大規(guī)模風機脫網(wǎng)，本項目研究了能夠?qū)L電場分解成無強耦合聯(lián)系的并聯(lián)子區(qū)便捷劃分技術，在此基礎上提出了一種基于故障分量的風電場分區(qū)保護方法及基于單位零序補償導納法的風電場單相故障快速選線方法；提出了STATCOM在故障切除瞬間快速主動進行反向無功補償?shù)姆桨?，解決了部分風機切除后的高電壓脫網(wǎng)問題；三、研究了風電場保護間動作協(xié)調(diào)性問題，提出了基于反時限過電流保護及故障正序突變量的風電場集電線路保護整定原則，提出了聯(lián)絡線被開斷等待重合期間風電場緊急切機控制最小切機量的求取方法，在此基礎上，提出了孤島風電場主動切機緊急控制策略；四、利用DIgSILENT平臺搭建了含風電等新能源的風機反脫網(wǎng)策略驗證平臺，研制了風電場反脫網(wǎng)樣機并進行了物理動模平臺比對試驗，測試并驗證了所提出原理的有效性。本課題以加強風電場運行安全性、提高故障情況下風電場的反脫網(wǎng)能力為著眼點展開理論研究，并開發(fā)出了一套與風電場特點高度相容的、集保護、重合閘優(yōu)化、以及無功資源協(xié)調(diào)控制功能于一體的風電反脫網(wǎng)系統(tǒng)，其研究成果為大規(guī)模高集中風電場反脫網(wǎng)體系奠定理論及實踐基礎。 2100433B

計劃停運是機組因檢查、試驗或檢修的目的，預先計劃安排停運的狀態(tài)。計劃停運事先安排好工作進度、主要工作內(nèi)容，并有規(guī)定的工作期限。如果其停運時間超過預定安排規(guī)定時間，則其超過部分應作非計劃停運處理。發(fā)電機組計劃停運小時與統(tǒng)計期間小時的比值稱計劃停運系數(shù)。

電力設施由于大修、小修、試驗、清掃和改造施工的需要而有計劃安排的停運狀態(tài)為計劃停運，列入年度、季（月）度檢修計劃，對輸變電設施開展的大修、小修、試驗、清掃和改造施工作業(yè)，按計劃停運進行統(tǒng)計。計劃停運以年度、季（月）度檢修計劃為準，不考慮周檢修計劃。

非計劃停運是指設備不可用但又不是計劃停運狀態(tài)。非計劃停運分為4類：第一類指必須立即從可用狀態(tài)改變?yōu)椴豢捎脿顟B(tài)；第二類指設備雖不需立即停運，但不能延至24h以后停運的；第三類指設備可延至24h以后停運的；第四類指計劃停運的設備超過計劃停運時間不能按期恢復可用狀態(tài)的。 2100433B

非計劃停運狀態(tài)是指元件或系統(tǒng)處于不可用而又不是計劃停運的狀態(tài)。非計劃停運分為4類：第一類指必須立即從可用狀態(tài)改變?yōu)椴豢捎脿顟B(tài)；第二類指設備雖不需立即停運，但不能延至24h以后停運的；第三類指設備可延至24h以后停運的；第四類指計劃停運的設備超過計劃停運時間不能按期恢復可用狀態(tài)。

未列入年度、季（月）度檢修計劃，對輸變電設施進行檢修（包括試驗、清掃）作業(yè)，按非計劃停運進行統(tǒng)計。處于備用狀態(tài)的設施，未列入年度、季（月）度檢修計劃，經(jīng)調(diào)度批準進行的臨時性檢修或試驗（清掃）工作，并且檢修或試驗（清掃）工作時間在調(diào)度批準時間內(nèi)的停運，應記為第四類非計劃停運。若檢修或試驗（清掃）工作時間在調(diào)度批準時間內(nèi)沒有完成，則超過調(diào)度批準的時問，應記為第一類非計劃停運。2100433B