考虑风电机组的电力系统频率紧急控制研究

【摘要】：大型互联电力系统是我国电力工业现代化发展的主要特征，其在提高电力系统可靠性和经济性的同时也大大增加了事故连锁反应造成大面积停电的危险。经验表明，对电力系统紧急控制缺乏应有的重视是引发电力系统灾难性事故的主要原因。而随着风能等可再生能源比例的不断增加，电力系统稳定运行所面临的压力不断增大，亟待开展紧急控制方面的相关研究，因此，本文针对大规模风电接入后的电力系统频率紧急控制措施进行了深入研究。 本文首先从电力系统静态频率特性和动态频率特性两方面系统地分析了双馈风电机组变速恒频控制模式及风电相关不确定性因素对电力系统频率特性的影响，建立含风电场的仿真系统，进行了仿真研究。其次，针对目前工程上高频切机措施整定方法存在适应性小的缺点，基于文献调研及工程实践经验提出一种基于仿真计算的实用高频切机方案的整定流程。再次，针对风电网内消纳及外送主网消纳两种模式下对高频切机措施动作的正确性及适应性方面的影响进行了理论分析和仿真研究，在此基础之上，分析了风电参与高频切机措施的必要性及可行性，以哈密地区电网实际系统为例，提出了风电参与的高频切机方案，并对其进行了不同工况下的适应性分析。最后，对风电机组有功功率控制（APC）模式对高频切机措施的影响进行了仿真研究，仿真结果表明，风电机组采用有功功率控制模式后，能够有效抑制故障情况下风电扰动引起的系统高频切机措施的误动，并在一定程度上增强高频切机措施的适应性。 【关键词】：风电 频率特性 紧急控制 高频切机 有功功率控制
【学位授予单位】：华北电力大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2013
【分类号】：TM614
【目录】：

• 摘要5-6
• Abstract6-9
• 第1章 绪论9-13
• 1.1 选题背景及意义9-10
• 1.2 国内外研究现状10-11
• 1.2.1 电力系统频率紧急控制研究现状10-11
• 1.2.2 考虑风电的高频切机措施研究动态11
• 1.3 论文主要研究内容11-13
• 第2章 风电接入下系统频率响应特性分析13-27
• 2.1 电力系统频率特性13-17
• 2.1.1 电力系统静态频率特性13-16
• 2.1.2 电力系统动态频率特性16-17
• 2.2 风电接入对电力系统频率特性的影响17-22
• 2.2.1 双馈风电机组变速恒频控制特性18
• 2.2.2 风电接入对系统单位调节功率 KG 的影响18-20
• 2.2.3 风电接入对系统动态频率特性的影响20-22
• 2.2.3.1 风电机组的“隐藏惯量”对电力系统动态频率特性的影响20-21
• 2.2.3.2 风速变化对电力系统动态频率特性的影响21-22
• 2.3 算例分析22-26
• 2.3.1 仿真系统建模22-23
• 2.3.2 风电接入下电力系统频率特性仿真分析23-26
• 2.3.2.1 负荷变化时的系统频率特性23-24
• 2.3.2.2 风速变化时的系统频率特性24-26
• 2.4 本章小结26-27
• 第3章 电力系统高频切机措施及风电影响27-48
• 3.1 电力系统高频切机措施简介27-39
• 3.1.1 高频切机措施的基本概念27
• 3.1.2 高频切机措施的整定内容27-30
• 3.1.3 高频切机措施的整定原则30
• 3.1.4 高频切机措施整定流程30-39
• 3.2 风电接入对高频切机措施的影响39-42
• 3.2.1 方式一——风电由地区电网网内消纳40-42
• 3.2.2 方式二——风电外送主网消纳42
• 3.3 算例分析42-47
• 3.4 本章小结47-48
• 第4章 考虑风电的高频切机措施研究48-60
• 4.1 风电参与高频切机措施的必要性与可行性分析48-49
• 4.1.1 风电参与高频切机措施的必要性48
• 4.1.2 风电参与高频切机措施的可行性48-49
• 4.2 高频切机措施对风电的适应性分析49-52
• 4.2.1 哈密地区电网简介49-50
• 4.2.2 高频切机措施对风电的适应性分析50-52
• 4.3 考虑风电参与的高频切机方案的整定52-56
• 4.3.1 风电参与高频切机的容量分析52-53
• 4.3.2 风电参与下的高频切机方案53-56
• 4.4 风电参与下的高频切机方案适应性分析56-58
• 4.4.1 风电参与的高频切机措施对无故障下风功率扰动的适应性分析56-57
• 4.4.2 风电参与的高频切机措施对故障下风功率扰动的适应性分析57
• 4.4.3 风电参与的高频切机措施对地区电网不同上网功率的适应性分析57-58
• 4.5 本章小结58-60
• 第5章 风电机组 APC 模式对高频切机措施的影响研究60-66
• 5.1 双馈风电机组有功功率控制（APC）原理60-61
• 5.2 算例分析61-62
• 5.3 风电机组 APC 对高频切机措施的影响62-65
• 5.4 本章小结65-66
• 第6章 结论66-68
• 参考文献68-71
• 在学期间发表的学术论文和参加的科研情况71-72
• 致谢72

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