风电波动对电网稳定性影响及无功电压控制策略研究

【摘要】：随着我国对风电建设力度加大,风电装机规模不断增加,大规模风电并网对电力系统产生的影响日益突出,带来的电压及无功控制问题将成为我国风电发展的主要制约因素。且风电大规模并网后,电压波动增大,增加了调度的难度,也影响了电压合格率。有必要针对实际电网运行状态进行分析,制定优化的无功和电压控制策略,从而在保证电能质量和经济性的前提下减轻调度员的工作压力。 本文针对大规模风电集中接入地区开展无功电压控制策略分析。在电力系统综合分析程序(PSASP)中建立风机、风电场模型,建立风电并网后系统稳态、暂态、静态电压稳定分析模型。针对典型运行方式开展风电出力多场景的稳态分析,分析随风电变化电压和无功出力的分布,提出保证电压稳定、合格前提下各场景的系统无功和电压的控制策略,并考虑风电和电压的动态过程,提出典型运行方式下综合无功电压优化控制策略。针对风电出力输送通道主要线路发生三相短路接地故障以及网内风电场风速扰动开展暂态稳定分析,得到故障和风速扰动情况下系统电压和频率稳定状况,并给出由于风机低电压穿越能力不足造成系统有功损失严重程度；通过系统静态分析,确定不同风电出力场景下系统易发生电压崩溃的薄弱点。 【关键词】：风电 稳态仿真 无功电压控制策略 电力系统综合分析程序(PSASP)
【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;TM761.1
【目录】：

• 摘要5-6
• Abstract6-9
• 第1章 绪论9-15
• 1.1 研究背景及意义9
• 1.2 国内外风电发展和现状9-12
• 1.2.1 国外风力发展状况9-11
• 1.2.2 我国风力发展状况11
• 1.2.3 仿真分析研究现状11-12
• 1.3 大规模风电并网电压无功控制研究现状12-14
• 1.3.1 风电并网对电压影响的研究12-13
• 1.3.2 含风电的无功电压控制方法和实用技术13-14
• 1.4 主要工作及章节安排14-15
• 第2章 仿真分析理论研究与模型建立15-30
• 2.1 稳态仿真分析理论研究15-18
• 2.1.1 无功功率电源15-16
• 2.1.2 电压调整方式16-17
• 2.1.3 调压控制措施比较17
• 2.1.4 稳态仿真分析方案17-18
• 2.2 暂态仿真分析理论研究18-21
• 2.2.1 暂态稳定判据18-20
• 2.2.2 暂态仿真分析方案20-21
• 2.3 静态仿真分析理论研究21-26
• 2.3.1 基于有功裕度的电压稳定性分析21-23
• 2.3.2 基于模态分析法的电压稳定性分析23-25
• 2.3.3 静态仿真分析方案25-26
• 2.4 仿真模型建立26-29
• 2.4.1 风机仿真建模26-28
• 2.4.2 风场等值28-29
• 2.5 本章小结29-30
• 第3章 大规模风电并网仿真分析30-50
• 3.1 稳态电压稳定性仿真分析30-35
• 3.1.1 计算条件30-32
• 3.1.2 不同风电出力断面稳态仿真分析32-35
• 3.2 暂态电压稳定性仿真分析35-47
• 3.2.1 计算条件35-36
• 3.2.2 暂态电压稳定性分析36-47
• 3.3 静态电压稳定性仿真分析47-49
• 3.3.1 分析步骤47
• 3.3.2 电压稳定裕度分析47-48
• 3.3.3 模态分析结果48-49
• 3.4 本章小结49-50
• 第4章 优化控制策略研究50-61
• 4.1 无功电压基本控制策略50-54
• 4.1.1 风电出力0%-40%工况下无功电压调整策略50-51
• 4.1.2 风电出力50%工况下无功电压调整策略51-52
• 4.1.3 风电出力60%工况下无功电压调整策略52
• 4.1.4 风电出力70%工况下无功电压调整策略52
• 4.1.5 风电出力80%工况下无功电压调整策略52
• 4.1.6 风电出力90%工况下无功电压调整策略52-53
• 4.1.7 风电出力100%工况下无功电压调整策略53-54
• 4.2 无功电压优化控制策略54-60
• 4.2.1 优化控制策略具体实现55-59
• 4.2.2 优化控制策略验证59-60
• 4.3 本章小结60-61
• 第5章 结论与展望61-63
• 5.1 结论61-62
• 5.2 展望62-63
• 参考文献63-66
• 附表66-78
• 攻读硕士学位期间参加的科研工作78-79
• 致谢79

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