大规模风电接入对滇西北电网稳定性的影响研究

【摘要】：大规模风电接入电网对电网的安全稳定运行、调度等诸多方面带来了非常大的影响，因此需要开展相关理论的研究和分析工作。本文对含有大规模风电场的电网进行了暂态稳定、动态稳定以及电压水平的研究。主要工作如下： 暂态稳定分析部分首先建立了含有风电场的电力系统的暂态稳定数学模型，然后通过隐式梯形积分法和导纳阵三角分解法对电力系统的微分方程组和代数方程组进行求解，完成含有风电场的电力系统暂态稳定计算与分析。以滇西北电网为算例，分析了含大规模风电场的电力系统功角稳定问题。 动态稳定分析部分首先建立了含有风电场的电力系统的小干扰稳定数学模型，将线性化的定桨距异步风电机组、双馈风电机组方程组与系统原有线性化方程组联立，形成了含有风电场的电力系统增广状态矩阵，然后采用隐式重启动Arnoldi特征值算法和稀疏矩阵技术求解系统增广状态矩阵的特征值。以滇西北电网为算例，分析了大规模风电接入对电网振荡模式和振荡特性的影响，最后对大扰动过后系统的动态稳定进行分析，对故障后的故障点附近的水电机组功角曲线进行Prony分析，分析其阻尼比。 电压分析部分研究了大扰动下双馈风电场的不同控制方式、风电场的低电压穿越特性对滇西北电网电压水平的影响以及风速扰动对电网电压水平变化情况。 【关键词】：风力发电 暂态稳定 动态稳定 电压水平
【学位授予单位】：华北电力大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2014
【分类号】：TM614;TM712
【目录】：

• 摘要5-6
• Abstract6-9
• 第1章 绪论9-14
• 1.1 研究背景及其意义9-11
• 1.2 国内外风电并网研究的现状11-13
• 1.2.1 风电并网后暂态稳定性研究11-12
• 1.2.2 风电并网后动态稳定性研究12
• 1.2.3 风电并网后电压稳定性研究12-13
• 1.3 论文的主要工作13-14
• 第2章 风力发电机组的工作原理及动态建模14-27
• 2.1 并网型风力发电机组的主要类型14-15
• 2.1.1 定桨距风机+鼠笼式感应发电机14
• 2.1.2 变桨距风机+双馈感应发电机14-15
• 2.2 风速模型15-16
• 2.3 定桨距异步风力发电机组的动态数学模型16-20
• 2.3.1 鼠笼异步发电机的工作原理16-17
• 2.3.2 定桨距异步风力发电机模型17-20
• 2.4 变桨距双馈风力发电机组的动态数学模型20-24
• 2.4.1 双馈异步发电机的工作原理20-21
• 2.4.2 双馈感应风力发电机模型21-24
• 2.5 风电场模型24-25
• 2.6 风电场并网的要求25-26
• 2.7 本章小结26-27
• 第3章 含风电场的电力系统暂态稳定分析27-36
• 3.1 含风电场的电力系统暂态稳定数学模型27-28
• 3.2 暂态稳定的计算方法28-31
• 3.3 风电并网后滇西北电网暂态稳定仿真计算与分析31-35
• 3.3.1 滇西北电网风电场分布31-32
• 3.3.2 计算条件32-33
• 3.3.3 仿真计算与分析33-35
• 3.4 本章小结35-36
• 第4章 风电并网对电力系统动态稳定的影响研究36-47
• 4.1 含风电场的电网的小干扰稳定分析的数学模型36-40
• 4.2 风电并网后滇西北电网小扰动稳定计算与分析40-42
• 4.3 风电并网后滇西北电网大扰动过后的动态稳定分析42-46
• 4.3.1 Prony 算法原理42-44
• 4.3.2 仿真计算与分析44-46
• 4.4 本章小结46-47
• 第5章 风电并网对电力系统电压的影响分析47-54
• 5.1 风机的控制方式不同在电网故障时对电网电压的影响47-48
• 5.2 风速扰动对电网电压的影响48-50
• 5.3 低电压穿越特性在电网故障时对电网电压的影响50-53
• 5.4 本章小结53-54
• 第6章 结论54-55
• 参考文献55-58
• 在学期间发表的学术论文及其他成果58-59
• 致谢59

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