Page 84 - 电力与能源2023年第五期
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506 施 禹,等:西南地区大型新能源基地送出能力提升措施研究
2.1.2 过电压问题导致新能源机组脱网 由电网企业承担,220 kV 部分建设主要由新能源
由于线路短路故障、无功设备投切延时、线路 所属企业承担,涉及项目工程总体造价投资是新
重合闸等原因,实际新能源系统并网点电压在故 能源基地建设的关键指标。同时,新能源场站主
障恢复过程中伴随着瞬时过电压现象,这可能会 要通过并网发电实现成本回收和盈利产出,新能
导致并网设备切机,影响电力系统稳定性。现行 源基地的送出通道能力受限将导致部分新能源装
的对于新能源场站的高电压穿越能力的要求以 机受限,进而影响年发电量和项目投资效益。故
GB/T 19963—2012 和 GB/T 19963.1—2021 为 新能源场站的经济运行需同时考虑项目总体投资
依据,考虑风电场和光伏电站均不在并网点电压 及受限装机规模。
超过 1.3 p.u. 下运行,故本文以暂态过电压超过 (1)工程总体造价投资。本文中的投资估算
1.3 p.u.作为新能源暂态过电压脱网标准。 主要涉及 500 kV、220 kV 电压等级不同接入方案
2.1.3 新能源多场站短路比(RSCR) 情况下的线路投资,通过比较各方案下的投资差
短路比(SCR)是指系统短路容量除以设备容 额,对工程经济性指标进行评估,相关计算公式可
量,是衡量当相关电力设备接到一个强的系统中 简化为:
时,该设备的投切对系统影响是否较大的指标。短 ∑I = ∑I 500 kV + ∑I 220 kV
路容量在单位电压情况下数值上就等于系统导纳 C OE = E R + C O&M
P AE
值,即为系统戴维南等值阻抗的倒数。短路容量越
I
式中 I——项目投资,元; 500 kV——项目 500 kV 部
大,表征系统戴维南等效阻抗越小,设备的投切不
分投资,元; I 220 kV——项目 220 kV 部分投资,元;
会引起电压幅值大的变化,因此系统比较强 。
[8]
C OE——单位能量成本(度电成本),元/度;E R——
根据 GB 38755—2019《电力系统安全稳定导
等额资金回收系数; C O&M ——年运行维护费用,
则》要求,可类比直流短路比定义新能源短路比
元; P AE——机组年发电量,元/度。
指标:
在考虑无功配置对送出能力影响时,单独计
S ac,i
MRSCR i = (1) 算相关的无功装置配置费用。
| | |
| | | Z eq,ij
P re,i + ∑| | | | P re,j (2)新能源基地送出断面极限。受电力系统
| Z eq,ii |
稳态和暂态运行要求影响,新能源基地送出通道
式中 S ac,i——新能源场站并网点/发电单元升压
存在受限峰值。本次新能源基地接入的省级及地
变低压侧的短路容量,MVA; P re,i, P re,j——新能源
区电网具有较强的调节能力,本文主要研究新能
场站并网点/发电单元 i,j 出力,MW; Z eq,ij——从
源场站侧的稳定运行影响,结合上文中的多因素
新能源场站并网点/发电单元升压变低压侧看进
判别标准,利用仿真软件电力系统分析综合程序
去的等值节点阻抗矩阵 Z eq 的第 i行、j列元素,Ω。
进行模拟计算,确定各方案下的通道受限装机规
研究表明,新能源发电设备电网侧接入点处 模,进而研究场站的运行条件。
的短路比越小,故障扰动期间该新能源发电设备
3 送出能力主要提升措施研究
机端的过电压越高,也表明交流系统电压支撑能
力不足,可能是引起振荡失稳现象的原因之一 。 3.1 新能源场站内部接入方案优化
[9]
针对新能源多场站短路比的强弱判定条件,本文 本工程涉及的 500 kV 汇集站站址选择有 A,
考虑机端侧短路比以高于 1.5 为系统稳定运行强 B 两个方案,其中 A 站址距离周边 220 kV 升压站
弱的判据,考虑并网点侧短路比以高于 2.5 为系统 较近,但距离推荐可接入 500 kV 站较远,线路长
稳定运行强弱的判据。 度 约 170 km;B 站 址 距 离 周 边 220 kV 升 压 站 较
2.2 新能源场站经济运行影响因素 远,但距离推荐可接入 500 kV 站较近,线路长度
目前,该新能源基地中 500 kV 部分建设主要 约 130 km。