地区电网等值建模及特性研究

发布时间：2019-07-24 16:47

【摘要】：电力需求的扩大,引起针对地区电网的分析研究日益增加。在电网中设置故障以研究其对局部地区的影响,会对电网造成不必要的损失。因此通常利用仿真软件建立该地区电网的仿真模型,以模拟各工况下该电网的动态特性。随着特高压技术的发展及全球能源互联网概念的提出,目前我国已形成多个大规模电网,并有互联趋势。大规模电网在电力调度方面有一定优势,但当只关注其中某一地区电网时就不必要也不可能对整个大规模电网进行建模仿真。此外,考虑到仿真效率,系统规模不宜过大。因此对于大规模电网中某一地区电网的分析研究,需要进行等值建模工作,即保留研究系统的详细模型,将对其影响较小的外部系统进行降阶化简,在确保等值精度的同时,将系统规模控制在适宜程度内,以提升等值效率。相较于传统发电方式,分布式电源(distributed generation,DG)如风电、光伏以其环保、高效、可靠、灵活等优越性在电网中得到大量应用。分布式电源规模的扩大、接入电网电压等级的提高,使得其等值建模成为目前电力系统仿真的基础研究。分布式电源波动、间歇等特点,势必影响受端电网的运行状态,其规划并网、运行策略等均需被重视。鉴于以上背景,本文围绕地区电网的等值建模和风电接入相关问题展开研究,主要内容包含:(1)研究了常用的动态等值方法。考虑到仿真效率与软件限制等因素,以大规模电网为研究对象,分析了各种动态等值方法的优缺点;将风电场视作研究目标,分析了其动态等值方法,并总结了风电并网的影响等。(2)针对研究对象为大规模电网中地区电网的问题,结合现有动态等值方法的优缺点,提出了一种基于分层的多步动态等值方法。该方法按电气距离、电压等级、地理位置因素将外部系统由外到内划分为外层外网、内层外网和缓冲网,并对各层进行不同程度的等值。首先,利用同调等值法将外层外网作较大程度的化简;然后,保留内层外网的主干网,利用物理等值法对内层外网的低电压等级电网进行化简;最后,缓冲网维持不变,将外部系统主干网作一化简。(3)以我国东南部某大规模电网为原始系统,以该大电网中某地区电网为研究系统,利用以上提出的多步动态等值方法,将大规模电网等值化简为包含该地区电网的等值模型。稳态及动态特性验证表明,相比于传统的单步动态等值方法,本文提出的多步动态等值方法能够较好地保留了地区电网的主要特性,且具有较高的等值精度。(4)针对分布式电源的应用实际,选取其中的典型类型——风电机组,提出一种基于聚类思想的风电场等值方法并建立其动态等值模型,并验证该方法的有效性。此外,在该等值模型的基础上,探讨多种风速波动形式对风力发电机组运行指标的影响。
【学位授予单位】：山东大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2017
【分类号】：TM743

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