1.裝裝機(jī)容量MW

1369618038

2007風(fēng)電總裝機(jī)容量(MW)風(fēng)電總裝機(jī)容量(MW)年新增容量1.1.1979:401979:40美分46美分

NSP107MWLakeBentonwindfarm4cents/kWh(unsubsidized)34.5美分

B－比利時(shí)L－盧森堡DK－丹麥S－瑞典1.1.容量Vindeby(Lely(荷蘭4×500kW，NEGTun??Knob(DrontenIsselmeer(28×600kW，NEGBockstigen(5×550kW，NEGUtgrunden(7×1.5MW，GEBlyth(Middlegrunden(YttreStengrund(5×2MW，NEGHornsRev(PalludanFlak(NystedHavvindm?llepark(ArklowBankPhase1(7×3.6MW，GENorthHoyle(ScrobySands(KentishFlat(風(fēng)電機(jī)組數(shù)目CHINAELECTRICPOWERRESEARCH 1.1. 2005年（59264MW）2010年（148794MW）2015年（298291MW）1.1.裝機(jī)容量(MW)裝機(jī)容量(MW)

裝機(jī)容量(MW)裝機(jī)容量(MW)年新增容量1.1.1

North

11裝機(jī)

世界上最大的風(fēng)電機(jī)組（Repower5M雙饋?zhàn)兯亠L(fēng)電機(jī)組圖3-3目前世界上最大的風(fēng)電機(jī)組——5MW德國(guó)：Enercon公司變速風(fēng)機(jī)(直驅(qū)電機(jī)根據(jù)槳葉控制分 定槳、變槳、主動(dòng)失根據(jù)發(fā)電機(jī)技 普通感應(yīng)電機(jī)、*雙饋電 *

NN 電

同步發(fā)電機(jī)，一般發(fā)電廠包含數(shù)臺(tái)或十幾臺(tái)機(jī)有電壓支撐能力，需保持同步運(yùn)行，暫態(tài)穩(wěn)定由發(fā)電機(jī)組和勵(lì)磁系統(tǒng)3.43.4

大多數(shù)時(shí)段，風(fēng)電場(chǎng)的出力與負(fù)荷變化規(guī)律相反。風(fēng)電場(chǎng)并網(wǎng)發(fā)電，常常使等效負(fù)荷峰洮南長(zhǎng)嶺洮南長(zhǎng)嶺雙遼風(fēng)電場(chǎng)低出力 水平運(yùn)行的概率最大，風(fēng)電場(chǎng)出力低于額 定出力40% 無功補(bǔ)償裝置（電容器、電抗器、靜止無功補(bǔ)償裝置、濾波器（1）（2）3.33.3 展規(guī)劃數(shù)據(jù)，在研究吉林省電網(wǎng)結(jié)構(gòu)和負(fù)荷需求等基礎(chǔ)上，分析吉林省電網(wǎng)接納風(fēng)力發(fā)電的能力，促省負(fù)荷小，火電機(jī)組出力水平低,無法平衡風(fēng)電大幅度波動(dòng)。在大負(fù)荷方式下當(dāng)熱白線或熱鎮(zhèn)線故障跳閘時(shí)白洮電網(wǎng)電壓偏低,無法2007年通榆縣團(tuán)結(jié)風(fēng)電場(chǎng)一期特許權(quán)項(xiàng)目（裝機(jī)容量變220kV側(cè)。白城電網(wǎng)結(jié)構(gòu)發(fā)生變化。白城地區(qū)風(fēng)電總裝機(jī)容量共400MW。白城地區(qū)風(fēng)電接入容量至少將達(dá)到690MW)。洮南220kV洮南220kV 風(fēng)電場(chǎng)有功功率恒電壓控制方式雙饋機(jī)組恒功率因數(shù)控制方式雙饋機(jī)組恒速普通異步電機(jī)

cos

（Pointof轉(zhuǎn)子

電壓電壓（pu)

長(zhǎng)山廠無功儲(chǔ)備（MV長(zhǎng)山廠無功儲(chǔ)備（MVa 團(tuán)結(jié)風(fēng)電場(chǎng)有功功率洮南220白城220長(zhǎng)山廠220團(tuán)結(jié)220前郭220團(tuán)結(jié)風(fēng)場(chǎng)35長(zhǎng)山廠無功儲(chǔ)備冬小方式白城電網(wǎng)各變電站母線P～V曲線圖(補(bǔ)償前

3.43.4 3.43.4

PRUQ

Q=Qc-QL>

U

PRQX Q

Q=Qc-QL<白洮電網(wǎng)線路N-1時(shí)，電壓低于下限值，電壓穩(wěn)定性很難保絡(luò)線N-1會(huì)導(dǎo)致另外兩條線路過載，某些變電站電壓低于下

3.43.4 3.4

3.43.4風(fēng)電場(chǎng)不同裝機(jī)水平下極限故障清除時(shí)間

6.400[s] 6.400[s]團(tuán)結(jié)風(fēng)場(chǎng):無功(MVar)油田廠發(fā)電機(jī)無功(MVar) 6.400[s] 6.400[s]Annex:3.43.4吉林省冬季負(fù)荷峰谷差相差較大，低谷負(fù)荷按峰值的60%考3.43.4額定風(fēng)速時(shí)團(tuán)結(jié)風(fēng)電場(chǎng)在5分鐘內(nèi)從零功率切入至200MW出頻率頻率 頻率頻率

長(zhǎng)山廠

3.43.4

電網(wǎng)電壓穩(wěn)定性變差 A采用SVC、STATCOM等無功補(bǔ)償設(shè)備代替普通并聯(lián)電容器風(fēng)電場(chǎng)接入電力系統(tǒng)技術(shù)規(guī)定GB/Z在本標(biāo)準(zhǔn)的編制中，參考了丹麥、德國(guó)、英國(guó)和愛爾蘭等國(guó)家有關(guān)風(fēng)電場(chǎng)接入電力系統(tǒng)技術(shù)規(guī)定的行業(yè)或企業(yè)標(biāo)1.1.本標(biāo)準(zhǔn)適用于通過110(66)kV及以上輸電線路與輸電網(wǎng)連對(duì)于通過配電線路接入配電網(wǎng)的風(fēng)電場(chǎng)，也可參照本標(biāo)準(zhǔn)。2.GB/T2900.53- 電工術(shù) 2.GB/T12325- GB12326- GB/T14549-1993GB/T15945-1995SD325- IEC61400-21DL755-20013. 3. windpowerstation；wind activepowerofwind reactivepowerofwind powerramp 并網(wǎng) connection 公共連接 pointofcommon 風(fēng)電場(chǎng)裝機(jī)容量裝機(jī)容量裝機(jī)容量4.3 緊急事故情況下，電網(wǎng)調(diào)度部門有權(quán)臨時(shí)將風(fēng)電場(chǎng)解列。5.5.15.風(fēng)電場(chǎng)無功功率的調(diào)節(jié)范圍和響應(yīng)速度，需要根據(jù)風(fēng)力發(fā)電機(jī)組運(yùn)行特性、電網(wǎng)結(jié)構(gòu)和特點(diǎn)決定，應(yīng)滿足風(fēng)電場(chǎng)并網(wǎng)點(diǎn)5.2風(fēng)電場(chǎng)無功補(bǔ)償裝置可采用分組投切的電容器或電抗器，必要時(shí)采用可以連續(xù)調(diào)節(jié)的靜止無功補(bǔ)償器或其他先進(jìn)的無功6.6.16.6.2 7.7.17.7.27.38.8.9.1風(fēng)電場(chǎng)接入電力系統(tǒng)后，應(yīng)使并網(wǎng)點(diǎn)的電壓偏差不超過6.2所規(guī)9.2風(fēng)電場(chǎng)在公共連接點(diǎn)引起的電壓變動(dòng)應(yīng)當(dāng)滿足GB123269.3風(fēng)電場(chǎng)所在的公共連接點(diǎn)的閃變干擾允許值應(yīng)滿足GB12326的要求，其中風(fēng)電場(chǎng)引起的長(zhǎng)時(shí)間閃變值Plt和短時(shí)間閃變值Pst按照風(fēng)電場(chǎng)裝機(jī)容量與公共連接點(diǎn)上的干擾源總?cè)萘恐冗M(jìn)行分閃變測(cè)試與多臺(tái)風(fēng)力發(fā)電機(jī)組的閃變疊加計(jì)算，應(yīng)根據(jù)IEC9.4當(dāng)風(fēng)電場(chǎng)采用帶電力電子變換器的風(fēng)力發(fā)電機(jī)組時(shí)，需要對(duì)風(fēng)風(fēng)電場(chǎng)所在的公共連接點(diǎn)的諧波注入電流應(yīng)滿足GB/T14549的要求，其中風(fēng)電場(chǎng)向電網(wǎng)注入的諧波電流允許值按照風(fēng)電場(chǎng)裝機(jī)容量與公共連接點(diǎn)上具有諧波源的發(fā)/供電設(shè)備總?cè)萘恐冗M(jìn)風(fēng)力發(fā)電機(jī)組的諧波測(cè)試與多臺(tái)風(fēng)力發(fā)電機(jī)組的諧波疊加計(jì)算，應(yīng)根據(jù)IEC61400-21有關(guān)規(guī)定進(jìn)行。10.10.10.1風(fēng)電場(chǎng)開發(fā)商應(yīng)提供風(fēng)力發(fā)電機(jī)組、電力匯集系統(tǒng)及控制系統(tǒng)的有關(guān)模型及參數(shù)，用于風(fēng)電場(chǎng)接入電10.2風(fēng)電場(chǎng)應(yīng)當(dāng)跟蹤風(fēng)電場(chǎng)各個(gè)元件模型和參數(shù)的變11.111.2測(cè)試內(nèi)容：測(cè)試應(yīng)按照國(guó)家或有關(guān)行業(yè)對(duì)風(fēng)力發(fā)電機(jī)12.12.112.12.212.3在風(fēng)電場(chǎng)變電站需要安裝故障錄波儀，記錄故障前10s到故障后60s的情況。該記錄裝置應(yīng)該包括必要數(shù)量的通道，并配備至電網(wǎng) 風(fēng)電場(chǎng)裝機(jī)容量裝機(jī)容量裝機(jī)容量4.3 緊急事故情況下，電網(wǎng)調(diào)度部門有權(quán)臨時(shí)將風(fēng)電場(chǎng)解列。5.5.15.風(fēng)電場(chǎng)無功功率的調(diào)節(jié)范圍和響應(yīng)速度，需要根據(jù)風(fēng)力發(fā)電機(jī)組運(yùn)行特性、電網(wǎng)結(jié)構(gòu)和特點(diǎn)決定，應(yīng)滿足風(fēng)電場(chǎng)并網(wǎng)點(diǎn)5.2風(fēng)電場(chǎng)無功補(bǔ)償裝置可采用分組投切的電容器或電抗器，必要時(shí)采用可以連續(xù)調(diào)節(jié)的靜止無功補(bǔ)償器或其他先進(jìn)的無功6.6.16.6.2 7.7.17.7.27.38.8.9.1風(fēng)電場(chǎng)接入電力系統(tǒng)后，應(yīng)使并網(wǎng)點(diǎn)的電壓偏差不超過6.2所規(guī)9.2風(fēng)電場(chǎng)在公共連接點(diǎn)引起的電壓變動(dòng)應(yīng)當(dāng)滿足GB123269.3風(fēng)電場(chǎng)所在的公共連接點(diǎn)的閃變干擾允許值應(yīng)滿足GB12326的要求，其中風(fēng)電場(chǎng)引起的長(zhǎng)時(shí)間閃變值Plt和短時(shí)間閃變值Pst按照風(fēng)電場(chǎng)裝機(jī)容量與公共連接點(diǎn)上的干擾源總?cè)萘恐冗M(jìn)行分閃變測(cè)試與多臺(tái)風(fēng)力發(fā)電機(jī)組的閃變疊加計(jì)算，應(yīng)根據(jù)IEC9.4當(dāng)風(fēng)電場(chǎng)采用帶電力電子變換器的風(fēng)力發(fā)電機(jī)組時(shí)，需要對(duì)風(fēng)風(fēng)電場(chǎng)所在的公共連接點(diǎn)的諧波注入電流應(yīng)滿足GB/T14549的要求，其中風(fēng)電場(chǎng)向電網(wǎng)注入的諧波電流允許值按照風(fēng)電場(chǎng)裝機(jī)容量與公共連接點(diǎn)上具有諧波源的發(fā)/供電設(shè)備總?cè)萘恐冗M(jìn)風(fēng)力發(fā)電機(jī)組的諧波測(cè)試與多臺(tái)風(fēng)力發(fā)電機(jī)組的諧波疊加計(jì)算，應(yīng)根據(jù)IEC61400-21有關(guān)規(guī)定進(jìn)行。10.10.10.1風(fēng)電場(chǎng)開發(fā)商應(yīng)提供風(fēng)力發(fā)電機(jī)組、電力匯集系統(tǒng)及控制系統(tǒng)的有關(guān)模型及參數(shù)，用于風(fēng)電場(chǎng)接入電10.2風(fēng)電場(chǎng)應(yīng)當(dāng)跟蹤風(fēng)電場(chǎng)各個(gè)元件模型和參數(shù)的變11.111.2測(cè)試內(nèi)容：測(cè)試應(yīng)按照國(guó)家或有關(guān)行業(yè)對(duì)風(fēng)力發(fā)電機(jī)12.12.112.12.212.3在風(fēng)電場(chǎng)變電站需要安裝故障錄波儀，記錄故障前10s到故障后60s的情況。該記錄裝置應(yīng)該包括必要數(shù)量的通道，并配備至電網(wǎng)LGJ-240-38LGJ-150-團(tuán)結(jié)風(fēng)電場(chǎng)德 返回07年N-返回07

LGJ－150-

LGJ-240- 大安風(fēng)場(chǎng)

LGJQ-240*2-LGJ－150-

LGJ-240-

LGJ-150-

LGJQ-400-

LGJ-240-LGJ-400-

LGJQ-300-

LGJQ-400-

LGJQ-400- LGJQ-300-LGJQ-300-

LGJQ-300-

LGJ-400×2-

LGJ-400-

LGJ-400-

扶余LGJ-400-

白洮電 松原長(zhǎng)嶺174風(fēng)電場(chǎng)

前 LGJ-240-

通榆更生風(fēng)場(chǎng)

團(tuán)結(jié)風(fēng)電場(chǎng)

LGJ－185-

LGJ-400-長(zhǎng)LGJQ-400*4-

LGJQ-300-農(nóng)LGJQ-400、300-500kV220kV

LGJQ-400-

LGJ-240-

LGJQ-400-至長(zhǎng)春西郊 合66kV交流 500kV變電

長(zhǎng)嶺風(fēng)電場(chǎng)66kV

220kV

2008達(dá)里5達(dá)里3

經(jīng)

風(fēng)電接入配電網(wǎng)后的繼電保護(hù)方案緒論2014年中國(guó)風(fēng)電裝機(jī)容量統(tǒng)計(jì)，2014年新增裝機(jī)容量2335.05201345.1%1.1476339201325.5%。由于風(fēng)力發(fā)電系統(tǒng)具有隨機(jī)性和間歇性，且風(fēng)力發(fā)電系統(tǒng)不提供無功補(bǔ)償，使得風(fēng)力發(fā)電的輸出不斷變化，且無功功率還需要從電力系統(tǒng)中獲得，當(dāng)風(fēng)電接入配電網(wǎng)中時(shí)，會(huì)影響配電網(wǎng)的繼電保護(hù)定值。文獻(xiàn)[1]介紹了五種風(fēng)電并網(wǎng)的方式，并給出了風(fēng)電并網(wǎng)后對(duì)現(xiàn)有電網(wǎng)繼電保護(hù)的影響；文獻(xiàn)[2]建立了雙饋風(fēng)力10kV配網(wǎng)的仿真模型，通過仿真分析得出風(fēng)電的接入容量及故障位置影響線路電流保護(hù)[3][4]通過分析分布式發(fā)電對(duì)保BP為了提高大規(guī)模風(fēng)電接入后的繼電保護(hù)運(yùn)行管理水平，保證主網(wǎng)運(yùn)行安全、提高配電網(wǎng)故障隔離的速度，本文以風(fēng)力發(fā)電為研究對(duì)象，旨在通過研究風(fēng)力發(fā)電系統(tǒng)在配網(wǎng)故障時(shí)引起的電氣量變化，揭示配網(wǎng)現(xiàn)有繼電保護(hù)的不足，從而提出適用于風(fēng)力發(fā)電系統(tǒng)的繼電保護(hù)配置方案。由于國(guó)內(nèi)外關(guān)于繼電保護(hù)整定計(jì)算軟件都已相當(dāng)成熟但都不包含風(fēng)力發(fā)電系統(tǒng)，因此研究故障情況下風(fēng)力發(fā)電系統(tǒng)并網(wǎng)對(duì)繼電保護(hù)的影響是非常有意義的。風(fēng)電接入對(duì)配電網(wǎng)繼電保護(hù)的影響[5]-[7],因此切除故障僅需跳開系統(tǒng)側(cè)的斷路器即可。當(dāng)風(fēng)力發(fā)電系統(tǒng)并入配電網(wǎng)后，如圖1所示，當(dāng)配電網(wǎng)發(fā)生故障時(shí)，不僅系統(tǒng)電源向故障點(diǎn)提供短Figure1.Schematicdiagramofwindpoweraccess35kVdistributionnetwork圖1.風(fēng)電接入35kV配電網(wǎng)示意圖路電流，而且風(fēng)力發(fā)電系統(tǒng)也向故障點(diǎn)提供短路電流，且風(fēng)力發(fā)電系統(tǒng)提供的短路電流的大小、方向與故障點(diǎn)的位置有關(guān)。下面針對(duì)35kV配電網(wǎng)系統(tǒng)不同的故障點(diǎn)進(jìn)行分析風(fēng)力發(fā)電系統(tǒng)對(duì)配電網(wǎng)故障的影響：當(dāng)k1點(diǎn)或k5S經(jīng)保護(hù)QF1向k1點(diǎn)或k5點(diǎn)提供正向的短路電流，風(fēng)力發(fā)電系統(tǒng)Sw1和Sw2向k1點(diǎn)或k5QF1、QF2、QF5誤動(dòng)作；k2SQF1QF2k2Sw1QF2k2QF1誤動(dòng)作；k3Sw1Sw2k3QF3QF2QF2QF2QF3后備保護(hù)的過電流保護(hù)，BC的全長(zhǎng)保護(hù)，導(dǎo)致后備保護(hù)的保護(hù)范圍縮短。k4QF3QF3的電流速斷保護(hù)的保護(hù)范圍延伸到下一級(jí)，使速斷保護(hù)失去選擇性。工頻故障分量距離保護(hù)原理工頻故障分量距離保護(hù)基本原理工頻故障分量距離保護(hù)與電流保護(hù)、電壓保護(hù)和距離保護(hù)的不同之處在于，前者用故障分量作為保護(hù)的測(cè)量電壓和電流；后者都是以保護(hù)安裝處故障點(diǎn)的全電壓和電流作為保護(hù)的測(cè)量電壓和電流。工頻故障分量距離保護(hù)的原理如下：當(dāng)電力系統(tǒng)發(fā)生故障時(shí)，如圖2，可根據(jù)疊加原理將故障后電力系統(tǒng)分解為故障前電力系統(tǒng)狀態(tài)和故障附加狀態(tài)，分別如圖3、圖4，相應(yīng)的也可將故障后的電壓、電流進(jìn)行分解。從圖2、圖3、圖4中可得，m 0m 0 (2)m mFigure2.Postfaultpowersystem圖2.故障后電力系統(tǒng)Figure3.Powersystemstatusbeforefault圖3.故障前電力系統(tǒng)狀態(tài)Figure4.Faultadditionalstate圖4.故障附加狀態(tài)式中，、0、0、分別m m m m表示故障附加的電壓、電流。k由于工頻故障分量距離保護(hù)[8]-[10]是一種暫態(tài)保護(hù)，它只反映故障分量中的工頻變化量，而且不受負(fù)荷狀態(tài)的影響。也就是說，工頻變化量在短路瞬間表現(xiàn)非常顯著，當(dāng)故障進(jìn)入穩(wěn)態(tài)后，工頻變化量的變化為零，其動(dòng)作判據(jù)為：k

0

(3)工頻故障分量距離保護(hù)動(dòng)作特性M。5ZkZmZsetM、MN路點(diǎn)電壓及動(dòng)作電壓分別為：U0EIZZkIRIZZ

(4)k k S k g S mPZ

ZSZ

IZSZset

(5)其中，k表示正向故障時(shí)工頻故障分量電流助增系數(shù)，k的表達(dá)式為：kIII通過比較式(4)式(5)，可知正向故障時(shí)，、0滿足式(3)的關(guān)系即正向故障時(shí)保護(hù)可靠動(dòng)作。

OP kM處為例，工頻故障分量距離保護(hù)的動(dòng)作特性分析如6當(dāng)反向故障時(shí)，故障前短路點(diǎn)電壓及動(dòng)作電壓分別為：U0EIZZkIRIZZ

(6)k k S k g S mkPk

Z

ZZ

ZZst

(7)通過比較式(4)(5)靠不動(dòng)作。

、U0不滿足式(3)的關(guān)系，即反向故障時(shí)，保護(hù)可工頻故障分量距離保護(hù)在風(fēng)電接入的配電網(wǎng)中的工作原理以1QF1Sw1Sw2Uw1ABI段、IIZQF1Ik1QF1IIk2Figure5.Positiveactioncharacteristicanalysis圖5.正向動(dòng)作特性分析等效圖Figure6.Positiveactioncharacteristicanalysis圖6.正向動(dòng)作特性分析等效圖U0ZZ

Z

RI

(8)k S AB AB Bkg UO