【精彩论文】直流闭锁故障下风电并网功率和直流输送功率的耦合关系分析

观点凝练

摘要：中国一次能源和负荷成逆向分布，新能源基地集群通过特高压直流群外送，新能源高占比电网中风电和直流耦合关系复杂。首先，建立电网分析模型，研究风电和直流在电网频率、电压方面的耦合关系。其次，根据最大频率偏差耐受能力，计算风电和直流在频率方面的耦合关系。再次，根据直流闭锁故障后风电暂态过电压总脱网量约束，推导风电并网点的暂态压升，计算暂态压升和脱网量的关系，得到直流和风电在暂态过电压方面的耦合关系。理论计算结果表明：风电和直流呈负相关性。根据2020年西北电网青豫直流和近区风电并网功率的仿真结果，验证了理论推导的正确性。
结论：随着风电、光伏等非同步电源大规模并网，大量的常规机组被替代，交流系统强度及系统整体惯量水平均大幅下降。在新能源高占比电网中，风电和直流的耦合关系影响风电并网功率和直流输送能力，但目前风电和直流的交互耦合关系主要通过电网仿真研究，耦合机理尚不明晰，亟待解决。

为研究直流闭锁故障后的风电和直流耦合关系，本文分别在频率和电压方面建立了耦合分析模型。根据风电的频率偏差和高压耐受能力，计算得出风电和直流的耦合关系为负相关。计算结果表明，提高风电高压耐受能力可增加直流输送能力的因素。随着直流输送功率不断提高，提高风电高压耐受能力的作用愈来愈小。以2020年西北电网实际数据进行仿真，对青豫直流输送能力和近区风电并网的相关性进行了理论计算和实际仿真，两者结果在趋势和特性方面一致，同时提高风电耐受能力可大幅提高直流和光伏接入能力，验证了风电并网功率和直流输送功率的交互耦合关系的正确性，也验证了提高风电高压耐受能力对直流输送能力的提升随着直流功率的增加而降低。

引文信息

郄朝辉, 李兆伟, 王维洲, 等. 直流闭锁故障下风电并网功率和直流输送功率的耦合关系分析[J]. 中国电力, 2021, 54(6): 175-182.QIE Zhaohui, LI Zhaowei, WANG Weizhou, et al. Coupling relationship between wind power grid-connected power and dc transmission power with dc block fault[J]. Electric Power, 2021, 54(6): 175-182. 

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编辑：于静茹审核：方彤

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