大规模风电并网对电压稳定的影响及对策研究

【摘要】：风力发电作为目前技术最为成熟、最具规模效益的一种新能源利用形式,近年来得到了迅猛发展。由于风能具有不确定性以及间歇性的特点,随着风电并网容量的逐渐增大,风电对电力系统稳定的影响特别是电压稳定的影响越来越突出,因此本文研究大规模风电并网对系统电压稳定的影响及对策具有重要的理论意义和实用价值。论文主要工作如下： (1)深入探讨了双馈风电机组的静态数学模型和动态数学模型；建立了基于恒功率因数控制方式下,双馈风力发电机组并网的系统潮流计算方法。 (2)将灵敏度分析法与PV、VQ曲线法运用于含风电场的电力系统静态电压稳定分析中,研究了大规模风电场并网前后,系统电压薄弱点以及薄弱支路的转移情况并总结其变化的规律。通过实例比较灵敏度分析法与PV、VQ曲线法的异同,并研究了风电场不同出力及功率因数变化对系统电压稳定裕度的影响。 (3)根据灵敏度分析法与PV、VQ曲线法获得的系统电压薄弱点,应用微分进化算法确定含风电场系统的无功补偿容量,并编写了相应的程序,从而提出了一种含大规模风电的系统无功补偿策略的制定方法。同时研究了不同进化策略对算法性能的影响。 (4)基于PSS/E仿真软件,结合实际算例,分析比较了本文提出的无功补偿策略与原有补偿策略的不同,说明了含风电的系统在风速突变、负荷突增、故障干扰时系统电压的变化情况,验证了本文所采取的分析策略的有效性。 本文的研究成果已在实际工程项目中得到运用,结论得到了现场认可,效果良好。 【关键词】：大规模风电场 双馈感应发电机 静态电压稳定分析 无功补偿 微分进化算法 PSS/E
【学位授予单位】：华北电力大学（北京）
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2011
【分类号】：TM712
【目录】：

• 摘要5-6
• Abstract6-9
• 第1章 绪论9-15
• 1.1 课题的意义与背景9-11
• 1.1.1 国内外风力发电概况9-11
• 1.1.2 大规模风电并网对电力系统的影响11
• 1.2 电压稳定性概述11-12
• 1.3 国内外研究现状12-13
• 1.3.1 风电并网系统电压稳定分析的研究现状12-13
• 1.3.2 风电场无功补偿的研究现状13
• 1.4 本文的主要工作13-15
• 第2章 风电机组的数学模型15-28
• 2.1 风电机组的分类15-16
• 2.2 双馈型风电机组的静态数学模型16-19
• 2.2.1 双馈型风电机组有功功率特性16-18
• 2.2.2 双馈型风电机组无功功率特性18-19
• 2.3 含双馈型风电机组的电力系统潮流计算方法19-21
• 2.4 双馈型风力机组的动态数学模型21-23
• 2.5 双馈感应电机控制系统23-26
• 2.5.1 转子侧变流器控制原理24-25
• 2.5.2 电网侧变流器控制原理25-26
• 2.5.3 双馈感应发电机的控制策略26
• 2.6 风力机的控制系统26-27
• 2.7 本章小结27-28
• 第3章 含风电场的电力系统静态电压稳定分析28-43
• 3.1 现有静态电压稳定分析的评价标准和主要分析方法28-32
• 3.1.1 灵敏度分析法29-31
• 3.1.3 应用PV曲线的静态电压分析法31
• 3.1.3 应用VQ曲线的静态电压分析法31-32
• 3.2 基于实例的含风电场的电力系统静态电压稳定分析32-42
• 3.2.1 实际电网算例32-33
• 3.2.2 风电并网前系统的静态电压稳定分析33-34
• 3.2.3 风电场并网后的静态电压稳定分析34-36
• 3.2.4 不同风电注入功率对电压稳定性的影响36-39
• 3.2.5 不同风机功率因数的对电压稳定性的影响39-40
• 3.2.6 系统薄弱支路的确定40-41
• 3.2.7 N-1情况下的系统电网稳定裕度分析41-42
• 3.3 本章小结42-43
• 第4章 基于微分进化算法的含风电场电力系统的无功补偿研究43-56
• 4.1 微分进化算法基本原理43-46
• 4.1.1 微分进化算法要点44-46
• 4.1.2 微分进化算法控制参数的选择46
• 4.2 基于微分进化算法的含风电场电力系统的无功补偿策略研究46-51
• 4.2.1 含风电场电力系统的无功补偿算法的总体构建46-48
• 4.2.2 含风电场电力系统无功补偿实例48-51
• 4.3 微分进化策略对算法的影响51-52
• 4.4 动态仿真验证52-55
• 4.4.1 风速变化对电压稳定的影响53-54
• 4.4.2 负荷突变对电压稳定的影响54
• 4.4.3 瞬时故障对电压稳定的影响54-55
• 4.5 本章小结55-56
• 第5章 结论与展望56-58
• 5.1 结论56-57
• 5.2 展望57-58
• 参考文献58-61
• 攻读硕士学位期间发表的论文及其它成果61-62
• 致谢62

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