《高密度冲击元件对地区电网的影响及应对措施研究》

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哈密地区电网具有新能源富集、电气化铁路网架密集、多电压等级的特点。该项目针对电网中新能源与电铁共存,并呈现高富集发展态势,使之间耦合特性更强,电网的动态特性将更加复杂,潮流及运行方式将更加多变,其安全稳定性也将呈现新特征。电铁牵引站多点并入,面临着干扰源增加,威胁近距离风机稳定运行,影响继电保护动作特性的问题。建立适应于大规模新能源高富集地区风电、光伏系统动态响应特性的精确的机电暂态仿真模型,为开展大规模新能源高富集电网动态特性和控制策略制定提供仿真条件。量化了新能源与电铁高富集地区母线电压波动,提出了适应风电宽范围变化的主网控制与跟踪风电实时变化的风场控制相结合的无功电压协调控制模式及控制策略。针对新能源与电铁高富集地区电网保护配置难度大的的问题提出了基于风电、光伏、电铁特性的继电保护整定修正方案。以多维度角度分析新能源与电铁高富集地区电网的电能质量,并制定了相应的电能质量治理措施。为保障电网优质可靠供电和安全稳定运行提供了技术支撑,为构建资源节约型、环境友好型电网发挥了积极的促进作用。主要技术指标:根据哈密地区多电压等级送端电网特性,建立了适应哈密地区风电光伏高渗透率、多电铁系统相互耦合的复杂动态响应特性的电压稳定分析的仿真模型。提出适应于地区电网电压稳定的综合评估方法。电力电子设备对继电保护整定的影响。成果已应用情况及应用前景预测:该项目研究成果成功应用于哈密电网,提升了对哈密电网仿真分析的精度与准确性,准确掌握哈密电网运行特性,提高了调度运行人员对电网的掌控能力。同时降低了大规模新能源以及电铁牵引站高密集接入对哈密电网的影响,简化了哈密电网的保护配置,改善了哈密电网的电能质量,提高了哈密电网接纳新能源的能力,保证哈密电网、新疆和西北电网稳定运行,保障哈密新能源安全送出。经济社会效益:该项目研究成果的应用,带来了巨大的经济和社会效益。经济效益方面,满足了含大规模新能源及电铁的电网安全稳定运行发展需求,减少事故损失负荷,增加利润约4万元;改善了电网电能质量,优化了保护配置;改善了新能源消纳因网架受阻的问题,促进了新能源消纳,新能源企业增加利润约69.6万元。社会效益方面,2015年新能源外送电量16.6亿千瓦时,相当于节约化石能源标准煤13.6万吨。后续展望:随着新能源大规模开发,各地区电网新能源占比越来越高,均呈现新能源高富集发展态势。后续可将该项目研究成果推广应用至新疆各地区电网,乃至其余6个千万风电基地,提升对新能源高渗透率电网的掌控能力,推动大规模新能源开发,提升新能源消纳能力。

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