含大规模集中式风电场群的新疆电网中谐波耦合规律研究

基本信息
批准号:51667018
项目类别:地区科学基金项目
资助金额:41.80
负责人:张新燕
学科分类:
依托单位:新疆大学
批准年份:2016
结题年份:2020
起止时间:2017-01-01 - 2020-12-31
项目状态: 已结题
项目参与者:程静,田易之,王晓晶,张龙音,王聪,刘博文,牛盛瑜,罗智文,尹勋
关键词:
变流器谐波间谐波耦合异常状态风电场群电力系统
结项摘要

Xinjiang grid is a system in which the AC and DC are hybrid connected together , the wind power, PV, thermal power and water power coexist. Xinjiang grid bear the task of power east transmission and act as the transfer station of future power Silk Road of “One Road One Band”. From the study results in the near future, it is discovered that the coupling and propagation in the grid of the harmonics and inter harmonics generated by the abnormal running of the power electronic equipment ( the converter of wind turbine generation system WTC and the reactive power compensation equipment SVG) of the on grid concentrated wind farm clusters has seriously influenced the normal running of Xinjiang grid. To solve the problem, we take the following studies: 1) Study the relationship between the abnormal of WTC and SVG and the abnormal of wind speed (the low wind speed around the cut in speed, the high wind speed around the cut out speed and the turbulence) and the power grid ( the power system fault, the unbalance of the three phase voltages and the waveform distortion of the voltage and current). 2) Research the distortion laws of the harmonics and inter harmonics generated by the abnormal running of the power electronic equipment in the wind farms and the superposition, coupling and distribution characteristics of these harmonics and inter harmonics. 3) Examine the coupling and propagation properties of the harmonics and inter harmonics input by the wind farm clusters in the grid and the interfere mechanism to the grid. 4) Based on the real running data of Xinjiang power system, study on the coupling laws of the harmonics which are inputted by the on grid wind farm clusters . The goal of the study of this project is to reveal the coupling laws of the harmonics and inter harmonics generated by the large scale wind farm clusters in the power system and provide the theory basis for solving the problems such as sub- synchronous of Xinjiang grid. This project has important theory significance and application value.

交直流混联且风光火水并存的新疆电网承担着电力东送和“一路一带”电力丝绸之路中继任务,但近期研究发现分布接入该网的大规模集中式风电场群因其内部电力电子设备(风电机组变流器WTC和无功补偿装置SVG)异常产生的谐波间谐波在电网中的耦合传播已严重影响了电网的正常运行。为此开展以下研究:(1)研究风电场内WTC和SVG异常与风速异常(切入、切出风速附近的风速和湍流)及电网异常(电网故障、三相不平衡、电压电流波形畸变)的关系;(2)研究风电场内电力电子设备异常产生的谐波简谐波畸变规律及其在风电场内叠加、耦合与分布特性;(3)研究电网中风电场群输入的谐波间谐波耦合传播及其干扰机理;(4)基于新疆电网实际运行数据研究电网中因风电场群接入的谐波耦合规律。从而揭示大规模风电场群产生的谐波简谐波在电网中的耦合规律,为解决新疆电网次同步振荡等问题提供理论依据。项目研究具有重要理论意义和实用价值。

项目摘要

新疆电网电源类型构成复杂,风电场接入电网后,电网异常运行状态和事故与电力电子设备的运行异常引起风电场产生大量谐波间谐波,对电网造成谐波污染等电能质量的影响,并危害电网安全稳定运行;研究含大规模集中式风电场群的新疆电网中谐波耦合规律是分析并解决问题的关键。.主要研究内容:研究风电场内WTC和SVG异常与风速异常(切入、切出风速和湍流)及电网异常(电网故障、三相不平衡)的关系;研究风电场内电力电子设备异常产生的谐波间谐波畸变规律及其在风电场内叠加、耦合与分布特性;研究电网中风电场群输入的谐波间谐波耦合传播及其干扰机理;基于新疆电网实际运行数据研究电网中因风电场群接入的谐波耦合规律;从而揭示大规模风电场群产生的谐波间谐波在电网中的耦合规律。.取得的重要研究结果:完成了对风电场内电力电子设备运行异常与风速及电网运行异常之间的相关性理论分析与仿真研究,并通过对风电场内电力电子设备运行异常输出的畸变电流电压波形的谐波间谐波特性及其在风电场内和电网中的传播耦合特性的数学分析、大量仿真实验和新疆部分电网实际数据分析,得到了含大规模集中式风电场群的新疆电网中谐波间谐波耦合规律,揭示出了大量大规模各类风电场产生的谐波间谐波在电网中谐波耦合机理,从电力电子设备运行异常角度分析并提供了解决新疆电网因大规模集中式风电场群接入电网后引起的谐波干扰及低频振荡等非正常运行问题的一种思路和方法。.已发表学术期刊论文35篇,其中SCI期刊3篇,EI中文期刊8篇,核心期刊21篇;基金第一标注28篇,第二标注7篇,还有12篇基金标注的录用论文;发表会议论文12篇,其中EI收录2篇,第一标注12篇;专利已授权1项;软件著作权9项;培养研究生28名;获2018年度新疆自治区科技进步奖(三等)一项。.研究成果对于解释、分析、研究类似于新疆电网中出现的由风电场电力电子设备谐波及其耦合传播引起的一系列电能质量及电网安全稳定问题具有重要理论意义和实际应用价值。

项目成果
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数据更新时间:2023-05-31

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