含风电的电力系统电压稳定性研究

发布时间：2017-10-20 06:20

  本文关键词：含风电的电力系统电压稳定性研究

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【摘要】：随着环境污染问题的日益严重及传统化能源的逐渐枯竭，以风电为代表的新能源并网技术在世界各国迅速发展。随着风电渗透率的逐渐增大，风电出力对电网的影响范围也相应增大。在风电渗透率较大的电网中，风电的并网改变了系统的潮流分布，影响传输线路上的功率，同时风电的特性使得电力系统的电压稳定性发生变化。 本文主要研究大容量风电接入对电网电压稳定性的影响。首先分析双馈式风力发电系统的数学模型，包括风速模型、风机模型、传动系统模型、风力发电机模型，以及变流器及其控制系统模型，并基于矢量控制技术建立了转子侧变流器控制系统和网侧变流器控制系统。然后分析了含风电的电力系统静态电压稳定性机理，并采用P~V、V~Q曲线法和电压-无功灵敏度指标分析风电接入后电力系统的静态电压稳定性。由于传统的P~V曲线不能体现风电波动性的影响，本文通过计算不同风电渗透率与静态电压稳定极限的关系，建立三维P~V曲面构成的电压安全运行域来表征含风电电力系统的静态电压安全裕度，，并利用这种方法确定了电力系统允许接入的最大风电容量。接着利用灵敏度分析指标，针对含风电的强、弱电力系统，分析不同运行方式下、不同风电渗透率对系统静态电压稳定性的影响。最后，推导了双馈式风力发电机机端电压与系统电压之间的关系，以单机无穷大系统为例，仿真分析了不同故障位置、不同风场容量对含风电系统的暂态电压稳定性的影响；以实际电网为例，仿真分析了不同风电渗透率对系统暂态电压的影响，并给出了相应结论。
【关键词】：风电 电力系统 静态电压稳定 暂态电压稳定
【学位授予单位】：上海交通大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2014
【分类号】：TM614;TM712
【目录】：

• 摘要3-4
• ABSTRACT4-8
• 第一章 绪论8-15
• 1.1 课题研究背景与意义8-10
• 1.2 含风电的电力系统电压稳定研究现状10-13
• 1.2.1 电压稳定的定义和分类10-11
• 1.2.2 静态电压稳定研究现状及研究方法11-12
• 1.2.3 暂态电压稳定研究现状12-13
• 1.3 本文研究内容13-15
• 第二章 双馈式风力发电系统模型及风电场等值15-31
• 2.1 风速及风力机和传动系统模型15-17
• 2.1.1 风速模型15-16
• 2.1.2 风力机模型16
• 2.1.3 传动系统模型16-17
• 2.2 双馈式风力发电机模型17-23
• 2.2.1 静态数学模型17-18
• 2.2.2 动态数学模型18-23
• 2.3 变流器及控制系统模型23-27
• 2.3.1 变流器模型23-24
• 2.3.2 转子侧变流器控制策略24-26
• 2.3.3 网侧变流器控制策略26-27
• 2.4 风电场等值27-29
• 2.5 本章小结29-31
• 第三章 风电场接入后系统静态电压稳定性研究31-49
• 3.1 静态电压稳定性机理分析31-33
• 3.2 P~V（V~Q）曲线分析法及应用算例分析33-41
• 3.2.1 P~V（V~Q）曲线求取33-35
• 3.2.2 P~V 曲线的应用35-40
• 3.2.3 Q~V 曲线应用40-41
• 3.3 灵敏度分析法及应用算例分析41-48
• 3.3.1 电压-无功灵敏度41-42
• 3.3.2 强系统下电压-无功灵敏度42-45
• 3.3.3 等值弱系统下电压-无功灵敏度45-48
• 3.4 本章小结48-49
• 第四章 风电场接入后系统暂态电压研究49-58
• 4.1 风电并网后系统暂态电压分析49-51
• 4.2 双馈风机与系统电压关系51-52
• 4.3 算例分析52-57
• 4.3.1 小系统下风机对系统暂态电压的影响分析52-55
• 4.3.2 实际系统中风电渗透率对系统暂态电压的影响分析55-57
• 4.4 本章小结57-58
• 第五章 总结与展望58-60
• 5.1 总结58-59
• 5.2 展望59-60
• 参考文献60-64
• 致谢64-65
• 攻读硕士学位期间已发表或录用的论文65-67

【参考文献】

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本文编号：1065714