大量风电电源接入对海南电网频率稳定的影响(3)

出力由零直线上升至最大,分析风电机组的频率保护定值对于系统频率稳定的影响。

5.1 基于目前风电电源接入容量(245 5MW)方式下

风电机组高频保护的设置分以下3种情况。

设置1,风力发电机组机端不设高频保护。设置2,风力发电机组机端统一设一个级别高频保护,即所有风力发电机组机端高频保护定值统一设置为50.4Hz。

设置3,每个风电场的风力发电机组平均分为3组,每组的高频保护定值分别设置为50.2、50.3、50.4Hz;

经仿真分析,得到不同保护设置下海南电网(系统)的频率变化曲线(风电接入容量为245 5MW)如图1

所示。

5.2 基于将来风电场接入容量(500MW)方式

下

随着电网规模逐渐扩大,电网建设更加完善,假设风电场容量增至500MW,风力发电机组高频保护的设置分为以下3种情况。

设置1,风力发电机组机端不设高频保护。设置2,风力发电机组机端统一设一个级别高频保护,即所有风力发电机组机端高频保护定值统一设置为50.9Hz;

设置3,每个风电场的风力发电机组平均分为3组,每组的高频保护定值分别设置为50.7、50.8、50.9Hz;

经仿真分析,得到不同保护设置下海南电网(系统)频率变化曲线(风电接入容量为500MW)如图2所示。

图1 不同保护设置下海南电网的频率变化曲线

(风电接入容量为245 5MW)

图2 不同保护设置下海南电网的频率变化曲线

(风电接入容量为500MW)

由图1可以看出,风力发电机组机端不设高频保护时,系统的频率最大值为50.47Hz;风力发电机组机端统一设高频保护定值为50.4Hz

时,峨蔓、文昌、高排、感城、四更5个风电场的高频保护动作,系统频率恢复至50Hz左右,但系统频率变化过快,偏差为1.1Hz左右,低值达到49.31Hz,对系统冲击较大;风力发电机组机端设置3段阶梯保护时,文昌、感城、高排、四更、峨蔓5个风电场的高频保护动作2组,即风电机组约有166MW退出运行,系统频率恢复至50.16Hz。

可得以下结论:风电场出力的突然上升会影响系统的频率稳定性。在孤网枯小典型方式下,风电场出力突然上升,在上述高频保护设置3,即风力发电机组平均分为3组的高频保护定值的情

,由图2可以看出,风力发电机组机端不设高频保护时,系统的频率最大值为50.9Hz;风力发电机组机端统一设高频保护定值为50.9Hz时,峨蔓、文昌、高排、感城、四更5个风电场高频保护动作,系统频率最低降至47.8Hz,而后恢复至50Hz左右;风力发电机组机端设置3段阶梯保护时,文昌、感城、高排、四更、峨蔓5个风电场高频保护动作1组,即风力发电机组约有83MW退出运行,系统频率恢复至50.6Hz。

可得以下结论:在风电场容量扩充至500MW的情况下,风力发电机组不设高频保护时、系统频率在风电场出力增至最大时,配合系统一次调频作用,最终系统频率升至50.9Hz保持不变;设置一个级别的高频保护时,系统频率虽最终恢复至50Hz左右,但所有风力发电机组高频保护动作导致机组退出运行时,系统频率变化过快,