新能源集群送出交直流系统在当前能源时代中扮演着至关重要的角色,它们的稳定运行对于整个电网的安全至关重要。本文主要探讨了大规模新能源集群送出系统中出现的多稳定问题及其演化机理,并提出了相应的防控措施。
大规模新能源集群,尤其是风力发电场,接入交直流系统后,系统的稳定性会受到挑战。当发生故障时,如多直流同时换相失败,会导致电压和频率的剧烈波动,进而可能引发功率振荡。这种现象是由于新能源的不稳定性以及直流输电系统的特性共同作用的结果。
针对这一问题,文章提出了一个三阶段的演化机理模型:
1. 暂态过电压阶段:大规模新能源,如风电,可能会因故障导致的过电压而被迫脱网。这不仅影响了新能源的正常输出,也可能对电网的其他部分产生连锁反应。
2. 弱通道功率转移阶段:当新能源脱网后,原本通过这些新能源传输的功率会在电网中寻找新的路径,可能导致弱通道过载,进一步引发暂态功角失稳,即电网的电压和频率无法维持稳定。
3. 跨区域振荡失步解列阶段:如果上述问题未得到及时控制,可能会导致跨区域的功率振荡,最终可能导致电网不同部分之间的失步解列,严重时甚至可能造成大面积停电。
为了应对这些问题,文章提出了以下防控措施:
1. 运行方式安排:合理规划电网的运行方式,避免过载和弱通道情况的发生,确保功率流动的平衡。
2. 动态无功补偿:通过动态无功补偿设备(如SVG)调整电网的电压和功率因数,提高系统的动态稳定性。
3. 风机涉网保护配置:优化风电机组的保护策略,使其能够在过电压等异常情况下快速响应,减少对电网的冲击。
4. 紧急控制:设置紧急控制策略,如直流电压控制和频率恢复控制,以快速抑制电压和频率的波动。
5. 解列控制:设计智能解列方案,确保在必要时能够快速、安全地隔离故障区域,防止故障扩大。
通过在西北电网的实际数据仿真实验,这些防控措施的合理性与有效性得到了验证。研究成果为运行人员提供了预测和控制全局性稳定问题的风险管理工具,有助于保障大规模新能源集群送出交直流系统的安全稳定运行。
这篇论文深入研究了新能源集群送出交直流系统中的多稳定问题,揭示了其演化机理,并提出了具体的防控策略,对于提升电力系统的抗风险能力和可靠性具有重要指导意义。这些研究成果将对未来的电力系统设计、运行和维护提供宝贵的理论支持和实践参考。