風電機組故障行為優化控制與併網特性評價關鍵技術及應用

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風電機組故障行為優化控制與併網特性評價關鍵技術及應用隨着我國風電裝機占比的快速增長，風電場併網特性對電網安全運行影響越來越大。

目錄

項目簡介

近年來經低電壓穿越能力改造，我國風電場已基本具備不脫網運行能力，但仍存在風電機組在故障瞬間吸收大量無功以及故障清除後有功功率波動導致故障惡化、風電場有功恢復慢和無功補償響應滯後易引起故障恢復後高電壓脫網、現有風電場等值模型難以實現暫態故障特性準確仿真等問題。

此外，尚缺乏對風電機組因老化、部件更換等引起故障穿越特性改變導致脫網的持續有效評價監督手段。 上述問題加劇了風電發展與電網安全運行的矛盾。為此，本項目依託國家電網公司科技項目，在風電機組、風電場故障行為優化、風電場等值建模以及新能源電站併網評價四項關鍵技術取得重大突破。

主要創新

（1）攻克了風電機組有功功率恢復協同控制技術，提出了基於多級綜合控制觸發主動保護的低電壓穿越保護策略，解決了風電機組電氣快速恢復與氣動、機械慢速響應引起的功率波動問題，風電機組有功功率恢復速率較國標要求提高了約30%，動態無功響應時間縮短了約27ms。

（2）攻克了基於無功電壓分層控制的風電機組、無功補償裝置協調優化控制技術，解決了電網故障後風電場無功響應滯後引起的電網過電壓等連鎖故障問題，風電場動態無功響應時間較國標縮短了近40ms。

（3）提出了基於改進支持向量聚類的風電場聚類算法和基於遺傳算法的參數辨識方法，開發了風電場聚合模型參數辨識及管理系統，實現了風電場分群聚類與多機模型參數辨識的有效結合，提高了等值模型有效性與準確性。

（4）提出了基於運行數據的風電場等新能源電站併網特性評價技術，發明了基於廣義S變換的故障特徵量提取方法，建立了新能源電站併網特性持續監督手段，實現了新能源電站併網特性全壽命周期評價。

項目發表論文22篇，其中SCI/EI檢索10篇，授權發明專利14項、實用新型專利2項，獲軟件著作權3項，發布國家能源行業標準1項。 項目成果在國內多個風電場進行應用，提升了風電消納能力，累計增加發電量5544萬千瓦時，成果在新能源裝備製造企業應用，改善了風電機組故障行為特性，帶動機組銷售增加1億元，由項目完成單位牽頭制定的風電併網驗收行業標準已發布，應用於山東、山西、湖南等多個省電力公司，累計開展測試評價項目444項，保障電網接入大規模新能源安全穩定運行。依據成果，項目完成單位正在牽頭修訂國家標準GB/T 19963。項目成果大規模推廣將提高含大規模新能源發電電力系統穩定運行能力，為提升我國新能源消納能力提供保障。