风电机组故障行为优化控制与并网特性评价关键技术及应用

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风电机组故障行为优化控制与并网特性评价关键技术及应用随着我国风电装机占比的快速增长，风电场并网特性对电网安全运行影响越来越大。

目录

项目简介

近年来经低电压穿越能力改造，我国风电场已基本具备不脱网运行能力，但仍存在风电机组在故障瞬间吸收大量无功以及故障清除后有功功率波动导致故障恶化、风电场有功恢复慢和无功补偿响应滞后易引起故障恢复后高电压脱网、现有风电场等值模型难以实现暂态故障特性准确仿真等问题。

此外，尚缺乏对风电机组因老化、部件更换等引起故障穿越特性改变导致脱网的持续有效评价监督手段。 上述问题加剧了风电发展与电网安全运行的矛盾。为此，本项目依托国家电网公司科技项目，在风电机组、风电场故障行为优化、风电场等值建模以及新能源电站并网评价四项关键技术取得重大突破。

主要创新

（1）攻克了风电机组有功功率恢复协同控制技术，提出了基于多级综合控制触发主动保护的低电压穿越保护策略，解决了风电机组电气快速恢复与气动、机械慢速响应引起的功率波动问题，风电机组有功功率恢复速率较国标要求提高了约30%，动态无功响应时间缩短了约27ms。

（2）攻克了基于无功电压分层控制的风电机组、无功补偿装置协调优化控制技术，解决了电网故障后风电场无功响应滞后引起的电网过电压等连锁故障问题，风电场动态无功响应时间较国标缩短了近40ms。

（3）提出了基于改进支持向量聚类的风电场聚类算法和基于遗传算法的参数辨识方法，开发了风电场聚合模型参数辨识及管理系统，实现了风电场分群聚类与多机模型参数辨识的有效结合，提高了等值模型有效性与准确性。

（4）提出了基于运行数据的风电场等新能源电站并网特性评价技术，发明了基于广义S变换的故障特征量提取方法，建立了新能源电站并网特性持续监督手段，实现了新能源电站并网特性全寿命周期评价。

项目发表论文22篇，其中SCI/EI检索10篇，授权发明专利14项、实用新型专利2项，获软件著作权3项，发布国家能源行业标准1项。 项目成果在国内多个风电场进行应用，提升了风电消纳能力，累计增加发电量5544万千瓦时，成果在新能源装备制造企业应用，改善了风电机组故障行为特性，带动机组销售增加1亿元，由项目完成单位牵头制定的风电并网验收行业标准已发布，应用于山东、山西、湖南等多个省电力公司，累计开展测试评价项目444项，保障电网接入大规模新能源安全稳定运行。依据成果，项目完成单位正在牵头修订国家标准GB/T 19963。项目成果大规模推广将提高含大规模新能源发电电力系统稳定运行能力，为提升我国新能源消纳能力提供保障。