高渗透率风电接入对系统稳定特性的影响

发布时间：2018-05-26 08:30

  本文选题：高渗透率 + 风电接入　； 参考：《华北电力大学(北京)》2017年博士论文

【摘要】：风电接入电网将导致系统稳定性改变,目前风电渗透率尚处于较低水平,随着风力发电的大力发展,风电渗透率不断提高,那么在地区电网渗透率较高的情况下区域电网的稳定性可能会出现有别于目前低渗透率的情况。本文首先建立了双馈式风电机组(DFIG)和鼠笼式风电机组(FSIG)的单机模型,进而提出了一种适用于双馈式风电场和鼠笼式风电场动态等值模型的建立方法,基于风电场的动态等值模型,不断提高渗透率,研究高渗透率风电接入对区域电网功角稳定和小信号稳定的影响,最后研究了在大电网中提高系统阻尼特性和微电网中提高小信号稳定性的方法,本文的主要研究成果如下:1)建立了两种风电机组的数学模型,主要包括:双馈风电机组模型和普通鼠笼型异步电机模型。分析普通鼠笼型异步电机在稳态和暂态时各个物理量的典型特征以及双馈风电机组在动态和暂态时各个物理量的典型特征。2)提出了适用于双馈式风电场动态等值模型的建立方法。该方法将风速作为风电机组的分群指标,将基于谱聚类的改进最大最小距离算法应用于风电场分群,该分群算法可以确定最佳分群数量,避免了传统分群算法需要在计算前主观设定分群数量的缺点,同时将容量加权的参数聚合方法应用于风电场等值模型的参数聚合,在控制环节的参数聚合中通过容量加权的参数聚合法以及对变流器控制器输入信号的变化,避免了控制参数的调整。除分群指标不同之外,该方法同样适用于鼠笼式风电场的动态等值。3)揭示了风电接入对系统功角稳定的影响机理。基于双馈风电机组在故障期间的等效外特性和单端送电系统的功率特性方程,研究大规模风力发电并网后,对送端发电系统和系统受端之间电气距离的影响;分析近距离故障和远距离故障下风电并网对系统功角稳定的影响机理,并通过推导,找到了多机系统中使功角稳定最好的风电渗透率。4)分析了提高风电渗透率的方式对系统阻尼比的影响。推导并分析了旋转备用容量对系统小信号稳定性影响的机理,基于此解释了在减少火电机组出力提高风电渗透率的方式下,随着风电渗透率的提高,系统阻尼比出现不同变化规律的原因;分析双馈风机替代火电机组对系统小信号稳定性的影响机理,基于此解释了在火电机组切机以提高风电渗透率的方式下,随着风电渗透率的提高,系统阻尼比不断下降的原因。5)研究了提高大电网阻尼特性和微电网小信号稳定性的两种方法。在大电网中,分析双馈风电机组有功和无功附加阻尼控制策略提高系统阻尼的原理,并在此原理基础上提出了双馈风电机组附加阻尼控制器设计方法;在微电网中,提出了一种将根轨迹法和粒子群算法相结合的微电网中分布式电源控制器参数的协调整定方法。该方法以系统主特征值的实部最小化为目标函数,并利用根轨迹法确定微电网中需要优化设计的参数数值,将其作为粒子群算法的初始值。
[Abstract]:Based on the dynamic equivalence model of wind farm , the influence of wind power on the stability of power angle and the stability of small signal are discussed .
【学位授予单位】：华北电力大学(北京)
【学位级别】：博士
【学位授予年份】：2017
【分类号】：TM712

【参考文献】

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本文编号：1936551