大规模风电基地网源协调控制技术（精装）

　　《大规模风电基地网源协调控制技术/智能电网关键技术研究与应用丛书·能源革命与绿色发展丛书》立足于我国大型风电基地交、直流输送工程，计及风电不同于常规电源的波动特性、涉网特性以及电力电子化特征等，分析大型风电基地集中接入、特高压，高压交、直流外送的电网运行特性，梳理电网存在的运行风险。针对风险的防控，提出大型风电基地交、直流外送系统有功频率、无功电压、弱阻尼等问题的优化控制技术，提升电网暂态稳定性、电压稳定性以及防控风电规模化脱网的电网二、三道安全防线的紧急控制技术，增强风火打捆不同类型电源涉网性能与电网协调性的网源协调控制技术，以及充分利用特高压／高压直流快速可控特点的直流送风电的调控技术。基于上述特性与控制的成果，探讨构建大型风电基地交、直流外送安全防御系统的设计原则、组织架构、主要功能模块与关键技术等。《大规模风电基地网源协调控制技术/智能电网关键技术研究与应用丛书·能源革命与绿色发展丛书》部分成果已用于实际大型风电基地输电工程中，提升了电网安全防御性，促进了风电规模化的消纳。《大规模风电基地网源协调控制技术/智能电网关键技术研究与应用丛书·能源革命与绿色发展丛书》可供从事电力系统规划、运行、控制及管理工作的工程技术人员学习使用，也可作为高校电气工程专业教材和从事电力系统专业领域研究工作人员的参考书。

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前 言 

第 １ 章 中国风电大规模发展模式 １ 

１. １ 中国风电发展情况概述 １ 

１. ２ 大型风电基地开发实例 ２ 

１. ２. １ 酒泉风电基地开发实例 ２ 

１. ２. ２ 宁夏风电基地开发实例 ５ 

１. ２. ３ 新疆哈密风电基地开发实例 ９ 

１. ３ 面临的问题与挑战 １２ 

１. ３. １ 大型风电基地交、 直流外送的协调优化控制问题 １２ 

１. ３. ２ 大型风电基地交、 直流外送的安全稳定紧急控制问题 １２ 

１. ３. ３ 大型风电基地交、 直流外送的网源协调运行问题 １２ 

１. ３. ４ 大型风电基地交、 直流外送的新技术控制问题 １３ 

１. ３. ５ 大型风电基地交、 直流外送的安全稳定控制应用系统建设问题 １３ 

第 ２ 章 机组和直流系统基本特性及仿真建模 １４ 

２. １ 风电机组基本特性及仿真建模 １４ 

２. １. １ 风电机组基本特性 １４ 

２. １. ２ 风电通用部分模型 １６ 

２. １. ３ 固定转速风电系统 ２２ 

２. １. ４ 双馈风电系统 ２３ 

２. １. ５ 直驱风电系统 ３２ 

２. １. ６ 风电场聚合模型 ３６ 

２. ２ 火电机组基本特性及仿真建模 ３９ 

２. ２. １ 励磁系统 ３９ 

２. ２. ２ 调速系统 ５０ 

２. ２. ３ 涉网保护 ５４ 

２. ３ 直流系统特性及仿真建模 ６４ 

２. ３. １ 直流系统特性 ６６ 

２. ３. ２ 直流系统模型概述 ６９ 

２. ３. ３ 直流系统机电暂态模型 ７４ 

第 ３ 章 大型风电基地交、 直流外送系统的优化控制 ８６ 

３. １ 引言 ８６ 

３. ２ 大型风电基地接入的频率优化控制技术 ８６ 

３. ２. １ 大型风电基地接入的系统频率特性 ８７ 

３. ２. ２ 大型风电基地接入的系统频率优化控制 １００ 

３. ３ 大型风电基地接入的电压优化控制技术 １１１ 

３. ３. １ 风电接入无功电压特性及控制原理 １１２ 

３. ３. ２ 大型风电基地高压交、 直流输电系统无功配置情况 １１６ 

３. ３. ３ 输电通道多 ＦＡＣＴＳ 的无功电压响应控制 １１７ 

３. ３. ４ 平抑电压波动的多类型无功设备协调控制策略 １２４ 

３. ４ 大型风电基地外送的系统阻尼优化控制技术 １２８ 

３. ４. １ 阻尼特性分析原理及风电接入影响 １２９ 

３. ４. ２ 大型风电基地外送的系统阻尼特性 １３２ 

３. ４. ３ 提升风电基地外送系统阻尼特性的优化策略 １３９ 

３. ５ 提升输送风电平滑性的协调优化控制策略 １４１ 

３. ５. １ 风火打捆交流外送通道输电极限 １４１ 

３. ５. ２ 交、 直流输送波动性风电的电力优化组织策略 １４１ 

第 ４ 章 大型风电基地交、 直流外送系统的紧急控制技术 １４７ 

４. １ 引言 １４７ 

４. ２ 大型风电基地外送暂稳特性及风火协调切机策略 １４８ 

４. ２. １ 风电基地外送典型系统的暂态稳定性 １４８ 

４. ２. ２ 大型风电基地外送的暂态稳定性 １５７ 

４. ２. ３ 提升暂态稳定性的风火协调切机策略 １６１ 

４. ３ 大型风电基地外送的电压安全问题紧急控制策略 １６９ 

４. ３. １ 直流换相失败暂态过电压特性及控制 １６９ 

４. ３. ２ 直流闭锁后暂态过电压特性分析及控制 １７５ 

４. ４ 风电大规模脱网的紧急控制策略 １７９ 

４. ４. １ 风电大规模脱网下的电网运行风险 １７９ 

４. ４. ２ 应对风电脱网下电网运行风险的策略 １８１ 

４. ５ 大型风电基地外送第三道防线适应性分析及优化 １８６ 

４. ５. １ 风电接入高周切机适应性分析及优化 １８６ 

４. ５. ２ 风电接入振荡解列适应性分析及优化 １９５ 

第 ５ 章 提高火电机组网源协调性能的调控技术 ２０２ 

５. １ 引言 ２０２ 

５. ２ 应对风电波动的火电机组频率调控技术 ２０２ 

５. ２. １ 风速波动下火电机组的一次调频特性 ２０２ 

５. ２. ２ 应对风机脱网的频率紧急调控策略 ２０６ 

５. ３ 应对风电波动的火电机组电压调控技术 ２１２ 

５. ３. １ 风电接入对系统调压特性的影响 ２１２ 

５. ３. ２ 火电机组调压特性 ２１３ 

５. ３. ３ 应对风机脱网的电压调控策略 ２１５ 

５. ４ 火电机组涉网保护的协调优化配置技术 ２１９ 

５. ４. １ 低励限制 ２１９ 

５. ４. ２ 过励限制 ２２６ 

５. ４. ３ 超速保护 ２３０ 

５. ４. ４ 失步保护 ２３８ 

第 ６ 章 提升大型风电基地外送安全性的直流附加控制技术 ２４６ 

６. １ 引言 ２４６ 

６. ２ 直流附加控制技术概述 ２４６ 

６. ３ 提升风电外送暂态稳定性的直流紧急控制技术 ２４９ 

６. ４ 平抑风电外送弱阻尼振荡的直流功率调制技术 ２５２ 

６. ５ 响应风电功率波动的直流频率调制技术 ２５６ 

６. ６ 提升风电脱网安全性的直流紧急控制技术 ２５９ 

第 ７ 章 风火打捆交、 直流源网协调安全稳定控制系统架构 ２６３ 

７. １ 系统建设的必要性 ２６３ 

７. ２ 系统设计原则 ２６３ 

７. ２. １ 指导思想 ２６３ 

７. ２. ２ 安全稳定运行原则 ２６４ 

７. ２. ３ 输电能力最大化原则 ２６４ 

７. ２. ４ 新能源出力优先原则 ２６４ 

７. ２. ５ 协同配合控制原则 ２６４ 

７. ２. ６ 资源整合及复用原则 ２６５ 

７. ３ 控制系统架构 ２６５ 

７. ３. １ 总体架构 ２６５ 

７. ３. ２ 调度中心站 ２６５ 

７. ３. ３ 协调控制主站 ２６６ 

７. ３. ４ 控制子站 ２６７ 

７. ３. ５ 执行站 ２６７ 

７. ４ 系统关键技术 ２６７ 

７. ４. １ 数据整合及模型处理 ２６７ 

７. ４. ２ 可控制区域生成 ２６７ 

７. ４. ３ 在线安全预警 ２６７ 

７. ４. ４ 辅助决策与校正控制 ２６８ 

７. ４. ５ 新能源接纳能力评估 ２６９ 

７. ５ 系统对外接口 ２６９ 

７. ５. １ 与调度自动化系统接口 ２６９ 

７. ５. ２ 与风光预测系统接口 ２６９ 

７. ５. ３ 与风电有功功率控制系统接口 ２６９ 

７. ５. ４ 与安全稳定控制系统接口 ２６９