风电脱网在线预警方法研究

【摘要】：随着风电大规模并网运行，风电基地内机组连锁脱网事故也频频发生。据统计2011年到2012年，我国共发生205次风电脱网事故。这些事故对电网安全运行带来不同程度的威胁。因此，及时有效地对风电连锁脱网事故进行预警是提高电网安全稳定运行的关键。 本文将风电脱网引入电力系统在线暂态安全评估之中，对扰动后的风电脱网情况、连锁故障发生后电力系统暂态稳定性进行在线评估，为建立风电脱网在线预警系统奠定基础。主要内容及成果如下： （1）从典型的风电脱网案例入手，分析、总结风电脱网原因。在此基础上，根据风电场并网国家标准和酒泉风电基地低电压穿越试验结果，建立了比较完善的机组脱网判断指标。 （2）提出了基于电气距离的预想故障筛选方法。分析比较不同的电气距离计算方法，选择合适风电脱网预想故障集筛选的电气距离算法。利用电气距离对故障进行排序、筛选生成最有可能使风电脱网的预想故障，显著提高了在线计算效率。 （3）针对在线数据中将风电机组直接并于高压电网，提出虚拟接入阻抗法，对风电场低电压侧故障进行在线等效仿真。 （4）建立了风电脱网预警计算模型，计算电网暂态过程中风电机组脱网容量，并将风电机组脱网作为扰动加于事故过程，分析这种连锁故障给系统带来的稳定问题，为电力系统调度人员提供正确的决策支持，预防连锁事故发生。通过对酒泉风电基地仿真研究验证了理论方法的正确性和预警模型有效性。 【关键词】：风电 风电基地 脱网 暂态稳定 故障 在线预警
【学位授予单位】：东北电力大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2014
【分类号】：TM614
【目录】：

• 摘要6-7
• Abstract7-12
• 第1章 绪论12-22
• 1.1 选题背景及意义12-14
• 1.1.1 我国风电发展概况12-13
• 1.1.2 风电并网与电网安全13-14
• 1.2 课题的研究现状14-20
• 1.2.1 风电场建模14-15
• 1.2.2 电力系统暂态稳定分析15-17
• 1.2.3 计及风电的在线预警研究17-18
• 1.2.4 在线预警的故障集筛选18-19
• 1.2.5 电力系统在线暂态稳定计算19-20
• 1.3 主要研究工作20-22
• 第2章 我国典型风电脱网事故分析22-41
• 2.1 酒泉“2.24”脱网事故反演22-28
• 2.1.1 酒泉风电基地概况22-24
• 2.1.2 事故概况24
• 2.1.3 事故仿真24-27
• 2.1.4 仿真结果有效性分析27-28
• 2.2 典型的大规模风电脱网事故案例28-33
• 2.3 风电机组连锁脱网原因33-39
• 2.3.1 电压跌落导致风电机组脱网33-36
• 2.3.2 电压骤升导致风电机组脱网36
• 2.3.3 风电机组不具备 LVRT 导致脱网36
• 2.3.4 风电大规模集中并网模式导致脱网事故扩大36-38
• 2.3.5 频率保护动作导致脱网38
• 2.3.6 风电自身故障频发导致脱网38-39
• 2.3.7 机组因电压、电流不平衡保护动作脱网39
• 2.3.8 风电机组因系统稳定控制被切机39
• 2.4 本章小结39-41
• 第3章 风电脱网预警关键技术41-65
• 3.1 风电脱网在线预警系统41-42
• 3.2 风电场在线建模42-45
• 3.2.1 风电场在线模型42-43
• 3.2.2 仿真验证43-45
• 3.3 风电机组脱网指标45-52
• 3.3.1 传统的风电机组脱网指标45-46
• 3.3.2 计及机组故障的风电脱网指标46-50
• 3.3.3 算例分析50-52
• 3.4 风电脱网预想故障的筛选52-61
• 3.4.1 风电脱网预想故障集52-53
• 3.4.2 基于电气距离的外部故障（C2）筛选53-58
• 3.4.3 算例分析58-61
• 3.5 风电场低电压故障在线仿真61-64
• 3.5.1 风电场低电压故障在线等效仿真原因61
• 3.5.2 风电场短路电流分析61-62
• 3.5.3 接入阻抗计算62-63
• 3.5.4 仿真验证63-64
• 3.6 本章小结64-65
• 第4章 预警系统的构建65-71
• 4.1 系统核心框架65-67
• 4.2 应用算例67-70
• 4.3 本章小结70-71
• 第5章 结论71-73
• 参考文献73-79
• 攻读硕士学位期间取得的研究成果79-80
• 发表的学术论文79
• 曾参与科研项目情况79-80
• 致谢80

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