CN203630230U - 柔性直流***与风电场并接方式下的仿真测试*** - Google Patents
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Abstract
本实用新型公开一种柔性直流***与风电场并接方式下的仿真测试***，其包含：风电场仿真模块，其采用双馈异步机；第一变压器，其低压端电路连接风电场仿真模块；第二变压器，其低压端电路连接第一变压器高压端；换流器仿真模块，其采用多电平的换流器拓扑结构，电路连接第二变压器高压端；阀电抗器仿真模块，其采用串联RLC电路，并联连接仿真测试***的主回路；第三变压器，其低压端电路连接换流器仿真模块输出端；柔性直流***仿真模块，其输入端电路连接第三变压器高压端。本实用新型对柔性直流***与风电场并接方式下的***进行仿真模拟，在不需要大成本的前提下，了解风电场与电网***连接时的情况变化，提高电网运行的稳定性和安全性。
Description
技术领域
本实用新型涉及一种电力***的仿真模拟***，具体涉及一种柔性直流***与风电场并接方式下的仿真测试***。
背景技术
利用风力发电是新能源利用的重要项目，然而现在风电场与电网***的平稳连接一直是风电***的难点技术。如图1所示，例如某地风电***如下，N地柔性直流输电***采用柔性直流输电线路和交流线路并存的方式，将N地风电场接入交流35kV***。220kVN地站现状规模2×120MVA。2回电源进线均来自220kV的H站。
35kV的D站站内主变容量为2×20MVA。N地风电场场内设置有1座升压站，风电电压等级35/10kV，配置2×20MVA升压变压器，11台1.5MW的风机分别接入N地风电场升压站的10kV分段母线上。N地柔性直流输电线路，设计直流功率传输能力为16.5MW，直流额定电压为±30kV，直流额定电流为300A；换流器设计容量为18MVA，在N地风电场附近和D地周边附近分别建设有两座换流站，F换流站和S换流站。该地风场的年发电量取决于风况。
目前，风电场采用双反馈电机的技术，也即转差频率励磁变速恒频发电技术。其并网原理是根据发电机转子的机械转速频率和电网频率之差来控制绕线转子异步发电机的转子三相电流的频率、大小和相序，从而在原机械旋转磁场上附加一个转速可调、旋转方向相同或相反的磁场，使发电机转子叠加后的磁场的转速与定子磁场的转速保持同步。调节转子电流的大小可改变输出电压。该控制是通过一个双向的变频装置实现的。其一端接在定子输出线，另一端接于转子输入端。由于采用变速技术，其发电效率较高，是目前主流技术。
然而风机为异步发电机，必须所在电网有电，风机才能启动并网运行。所以对电网电压很敏感，电压波动经常使风机停机。
所以需要对风电场与电网***之间的连接情况进行实践模拟，以了解风电场与电网***连接会产生的各种情况。
实用新型内容
本实用新型提供一种柔性直流***与风电场并接方式下的仿真测试***，可对柔性直流***与风电场并接方式下的***进行仿真模拟，以了解风电场与电网***连接时的情况变化，提高电网运行的稳定性和安全性。
为实现上述目的，本实用新型提供了一种柔性直流***与风电场并接方式下的仿真测试***，其特点是，该仿真测试***包含：
风电场仿真模块，其采用双馈异步机；
第一变压器，其低压端电路连接风电场仿真模块；
第二变压器，其低压端通过母线电路连接第一变压器的高压端；
换流器仿真模块，其采用多电平的换流器拓扑结构，该换流器仿真模块输入端通过母线电路连接第二变压器的高压端；
阀电抗器仿真模块，其采用串联RLC电路，作为旁路电路并联连接仿真测试***的主回路；
第三变压器，其低压端通过母线电路连接换流器仿真模块输出端；
柔性直流***仿真模块，其输入端电路连接第三变压器的高压端。
上述风电场仿真模块、第一变压器、第二变压器、换流器仿真模块、阀电抗器仿真模块、第三变压器、柔性直流***仿真模块相互间采用交流线路连接，该交流线路采用π型等值电路。
上述第一变压器的低压端为690伏，低压端为10千伏。
上述第二变压器的低压端为10千伏，高压端为35千伏。
上述第三变压器的低压端为35千伏，高压端为220千伏。
上述阀电抗器仿真模块的参数采用0.15pu。
本实用新型柔性直流***与风电场并接方式下的仿真测试***，其优点在于，本实用新型提供一种柔性直流***与风电场并接方式下的仿真测试***，可对柔性直流***与风电场并接方式下的***进行仿真模拟，可在不需要花费较大成本的前提下，了解风电场与电网***连接时的情况变化，提高电网运行的稳定性和安全性。
附图说明
图1为现有技术中某地风电场与电网***的并网连接示意图；
图2为本实用新型柔性直流***与风电场并接方式下的仿真测试***的电路模块图。
具体实施方式
以下结合附图，进一步说明本实用新型的具体实施例。
如图2所示，本实用新型公开了一种柔性直流***与风电场并接方式下的仿真测试***，其特征在于，该仿真测试***包含：依次电路连接的风电场仿真模块1、第一变压器2、第二变压器3、换流器仿真模块4、第三变压器6和柔性直流***仿真模块7，以及作为旁路电路并联连接仿真测试***的主回路的阀电抗器仿真模块5。该风电场仿真模块1、第一变压器2、第二变压器3、换流器仿真模块4、阀电抗器仿真模块5、第三变压器6、柔性直流***仿真模块7相互间采用交流线路连接，该交流线路采用π型等值电路。
风电场仿真模块1采用双馈异步机（DFIG）模拟风电场所产生的电力。可以根据测试要求的需要采用多个双馈异步机串并联的方式进行仿真。
第一变压器2的低压端为690伏，低压端为10千伏。该第一变压器2低压端电路连接风电场仿真模块1。
第二变压器3的低压端为10千伏，高压端为35千伏。该第二变压器3低压端通过10千伏的母线电路连接第一变压器2的高压端。
换流器仿真模块4采用多电平的换流器拓扑结构模拟，该换流器仿真模块4输入端通过35千伏的母线电路连接第二变压器3的高压端。
第三变压器6的低压端为35千伏，高压端为220千伏。第三变压器6的低压端通过35千伏母线电路连接换流器仿真模块4的输出端。
柔性直流***仿真模块7输入端电路连接第三变压器的高压端。
阀电抗器仿真模块5采用串联RLC电路，参数采用0.15pu。
换流器仿真模块4采用MMC结构，在***启动之前，各子模块电压为零，换流器仿真模块4中IGBT处于关断状态，并且IGBT缺少触发所需能量不能开通。并且，在MMC启动之初，只能通过各子模块IGBT上的反并联二极管对电容充电。
在MMC起动时，合闸瞬间会产生较大的电流冲击。当电容电压为零时，初始的合闸冲击电流最大，同时当AB线电压达到峰值时合闸，冲击电流是最大的，可以认为接近于换流器仿真模块4出口三相短路电流，由于充电电阻很大，因此一般可以忽略桥臂电抗及***阻抗的影响。
所以在柔性直流输电***的启动过程中，需要加装一个缓冲电路、或启动电阻，本***中为阀电抗器仿真模块5。通常考虑在主回路上并联一个启动电阻，这个电阻可以降低电容的充电电流，减小柔性直流***上电时对交流***造成的扰动和对换流阀上二极管的应力。
当***进行启动时，启动电阻阀电抗器仿真模块5串入直流***主回路对换流器仿真模块4充电，经过一定的延迟时间后（目前设置为90秒），换流器充电完成，此时将阀电抗器仿真模块5被旁路掉，直流充电过程结束。站内启动电阻器为分相设备，站内共有三台启动电阻，分别对应A、B、C三相，启动电阻内部采用串联的形式，以满足***对其要求。
尽管本实用新型的内容已经通过上述优选实施例作了详细介绍，但应当认识到上述的描述不应被认为是对本实用新型的限制。在本领域技术人员阅读了上述内容后，对于本实用新型的多种修改和替代都将是显而易见的。因此，本实用新型的保护范围应由所附的权利要求来限定。
Claims (6)
1.一种柔性直流***与风电场并接方式下的仿真测试***，其特征在于，该仿真测试***包含：
风电场仿真模块（1），其采用双馈异步机；
第一变压器（2），其低压端电路连接所述风电场仿真模块（1）；
第二变压器（3），其低压端通过母线电路连接所述第一变压器（2）的高压端；
换流器仿真模块（4），其采用多电平的换流器拓扑结构，该换流器仿真模块（4）输入端通过母线电路连接所述第二变压器（3）的高压端；
阀电抗器仿真模块（5），其采用串联RLC电路，作为旁路电路并联连接所述仿真测试***的主回路；
第三变压器（6），其低压端通过母线电路连接所述的换流器仿真模块（4）输出端；
柔性直流***仿真模块（7），其输入端电路连接所述第三变压器（6）的高压端。
2.如权利要求1所述的柔性直流***与风电场并接方式下的仿真测试***，其特征在于，所述风电场仿真模块（1）、第一变压器（2）、第二变压器（3）、换流器仿真模块（4）、阀电抗器仿真模块（5）、第三变压器（6）、柔性直流***仿真模块（7）相互间采用交流线路连接，该交流线路采用π型等值电路。
3.如权利要求1所述的柔性直流***与风电场并接方式下的仿真测试***，其特征在于，所述第一变压器（2）的低压端为690伏，低压端为10千伏。
4.如权利要求1所述的柔性直流***与风电场并接方式下的仿真测试***，其特征在于，所述第二变压器（3）的低压端为10千伏，高压端为35千伏。
5.如权利要求1所述的柔性直流***与风电场并接方式下的仿真测试***，其特征在于，所述第三变压器（6）的低压端为35千伏，高压端为220千伏。
6.如权利要求1所述的柔性直流***与风电场并接方式下的仿真测试***，其特征在于，所述阀电抗器仿真模块（5）的参数采用0.15pu。
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Cited By (3)
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|---|---|---|---|---|
| CN106681171A (zh) * | 2016-12-14 | 2017-05-17 | 云南电网有限责任公司电力科学研究院 | 一种基于双馈异步发电机的风电机组仿真*** |
| CN108832650A (zh) * | 2018-06-29 | 2018-11-16 | 重庆大学 | 全控型ac/dc换流器端口暂态量转移矩阵建模及电网保护方法 |
| CN109212352A (zh) * | 2018-09-21 | 2019-01-15 | 中国电力科学研究院有限公司 | 辨识柔性直流非线性功率特性的仿真测试方法 |
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- 2013-07-22 CN CN201320436653.5U patent/CN203630230U/zh not_active Expired - Lifetime
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| CN106681171B (zh) * | 2016-12-14 | 2019-06-28 | 云南电网有限责任公司电力科学研究院 | 一种基于双馈异步发电机的风电机组仿真*** |
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| CN108832650B (zh) * | 2018-06-29 | 2020-05-19 | 重庆大学 | 全控型ac/dc换流器端口暂态量转移矩阵建模及电网保护方法 |
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