大规模风电并网电力系统惯性评估
发布时间：2021-11-04 17:36
随着传统化石能源的枯竭,以风电光伏为代表的新能源发电机替代传统化石能源发电机已成为必然。新能源发电机替代传统发电机能够有效的解决化石能源的紧缺以及过度使用化石能源导致的一系列的环境问题。但随着基于电力电子设备控制下的新能源机组如风电机组,由于其电力电子设备快速响应的能力,屏蔽了系统频率的变化,导致风电机组不具备同传统发电机组一样的惯性响应能力,降低了系统频率稳定性。因此本课题主要针对风电机组接入电网所引起系统惯性水平降低的机理进行分析,然后分析环境风速以及风电渗透率对系统频率稳定性的影响,最后为了对系统惯性时间常数进行定量分析,提出了一种在线计算系统惯性时间常数的方法,仿真验证了方法的有效性。首先,为了研究风电机组对系统惯性水平造成影响的根本原因,对双馈风力发电系统原理进行分析并在DIgSILENT/PowerFactory搭建相应的风力机模型、传动链轴模型、异步感应发电机模型以及变流器控制模型。其次,分析了电力系统频率惯性响应过程、一次调频过程、二次调频过程,基于在DIgSILENT/PowerFactory中建立的相应双馈风电机组模型,基于三机九节点仿真系统接入了一定比例的风电机组...
【文章来源】：重庆理工大学重庆市
【文章页数】：68 页
【学位级别】：硕士
【部分图文】：
019年全国装机构成图
绪论31.2研究现状1.2.1风力发电机组类型风力发电的本质是将叶片获得的风能转化为符合电网要求的可靠电功率输入电网，为了将波动性很强的风能转换为符合电网频率的交流电，目前国内外有两种不同的基本措施，分别是恒速恒频和变速恒频两种方法[5]。随着电力电子技术的革新，目前国内外并网的风电机组主要是双馈感应风力发电机以及基于全功率变换风电机组。本节以两种风机的基本拓扑结构为基础，简单介绍两种机组所具备的一些特性。图1-2是全功率风机的基本拓扑结构，全功率风机主要是由风力机、永磁同步发电机、以及背靠背双PWM变流器构成[11]。叶片将捕获的风能转化为机械能，所获的机械功率经过传动系统推动发电机产生电磁功率，电磁功率经过PWM变流器传输到电网。而对于图1.3中双馈风机而言，其定子绕组通过变压器直接将产生的电磁功率输出到电网，转子绕组通过双向变频器及变压器与电网相连从而进行功率交换[12]，其中，定子输出功率与转子绕组输出的功率大小分配由转差率所决定。对于全功率及双馈风机的控制原理和基本运行特性，国内外已有很多专家学图1.2全功率风机基本拓扑结构图1.3双馈风机基本拓扑结构
绪论31.2研究现状1.2.1风力发电机组类型风力发电的本质是将叶片获得的风能转化为符合电网要求的可靠电功率输入电网，为了将波动性很强的风能转换为符合电网频率的交流电，目前国内外有两种不同的基本措施，分别是恒速恒频和变速恒频两种方法[5]。随着电力电子技术的革新，目前国内外并网的风电机组主要是双馈感应风力发电机以及基于全功率变换风电机组。本节以两种风机的基本拓扑结构为基础，简单介绍两种机组所具备的一些特性。图1-2是全功率风机的基本拓扑结构，全功率风机主要是由风力机、永磁同步发电机、以及背靠背双PWM变流器构成[11]。叶片将捕获的风能转化为机械能，所获的机械功率经过传动系统推动发电机产生电磁功率，电磁功率经过PWM变流器传输到电网。而对于图1.3中双馈风机而言，其定子绕组通过变压器直接将产生的电磁功率输出到电网，转子绕组通过双向变频器及变压器与电网相连从而进行功率交换[12]，其中，定子输出功率与转子绕组输出的功率大小分配由转差率所决定。对于全功率及双馈风机的控制原理和基本运行特性，国内外已有很多专家学图1.2全功率风机基本拓扑结构图1.3双馈风机基本拓扑结构
【参考文献】：
期刊论文
[1]基于改进SFR模型的含风电虚拟惯性/一次调频电力系统频率响应特性[J]. 李世春,曹润杰,雷小林,李振兴,刘道兵. 可再生能源. 2019(05)
[2]发展太阳能和风能发电技术 加速推进我国能源转型[J]. 李耀华,孔力. 中国科学院院刊. 2019(04)
[3]负载容量变化对电力系统频率响应影响的研究[J]. 褚鑫,高桂革,吴凯,孙志伟,黄文. 电工电气. 2018(10)
[4]高风电渗透率下的电力系统调频研究综述[J]. 李军徽,冯喜超,严干贵,葛延峰,李大路,傅予. 电力系统保护与控制. 2018(02)
[5]全功率变换风电机组的暂态稳定性分析[J]. 张琛,蔡旭,李征. 中国电机工程学报. 2017(14)
[6]电力电子化电力系统多尺度电压功角动态稳定问题[J]. 袁小明,程时杰,胡家兵. 中国电机工程学报. 2016(19)
[7]需求响应参与大规模风电接入下的电力系统频率调节研究[J]. 包宇庆,李扬,王春宁,薛璐. 电力系统保护与控制. 2015(04)
[8]风力发电的调频技术研究综述[J]. 唐西胜,苗福丰,齐智平,贺惠民,吴涛,李善颖. 中国电机工程学报. 2014(25)
[9]双馈风电机组参与电网一次调频的控制策略[J]. 田汝冰,叶鹏,朱钰,王刚,张涛. 东北电力技术. 2014(08)
[10]大规模风电参与系统频率调整的技术展望[J]. 刘巨,姚伟,文劲宇,黄莹,刘源,马蕊. 电网技术. 2014(03)
博士论文
[1]双馈风机虚拟同步并网控制基础理论与关键技术研究[D]. 王硕.华中科技大学 2017
硕士论文
[1]大规模风电并网对系统频率影响分析[D]. 蒋大伟.东北电力大学 2010
本文编号：3476183
【文章来源】：重庆理工大学重庆市
【文章页数】：68 页
【学位级别】：硕士
【部分图文】：
019年全国装机构成图
绪论31.2研究现状1.2.1风力发电机组类型风力发电的本质是将叶片获得的风能转化为符合电网要求的可靠电功率输入电网，为了将波动性很强的风能转换为符合电网频率的交流电，目前国内外有两种不同的基本措施，分别是恒速恒频和变速恒频两种方法[5]。随着电力电子技术的革新，目前国内外并网的风电机组主要是双馈感应风力发电机以及基于全功率变换风电机组。本节以两种风机的基本拓扑结构为基础，简单介绍两种机组所具备的一些特性。图1-2是全功率风机的基本拓扑结构，全功率风机主要是由风力机、永磁同步发电机、以及背靠背双PWM变流器构成[11]。叶片将捕获的风能转化为机械能，所获的机械功率经过传动系统推动发电机产生电磁功率，电磁功率经过PWM变流器传输到电网。而对于图1.3中双馈风机而言，其定子绕组通过变压器直接将产生的电磁功率输出到电网，转子绕组通过双向变频器及变压器与电网相连从而进行功率交换[12]，其中，定子输出功率与转子绕组输出的功率大小分配由转差率所决定。对于全功率及双馈风机的控制原理和基本运行特性，国内外已有很多专家学图1.2全功率风机基本拓扑结构图1.3双馈风机基本拓扑结构
绪论31.2研究现状1.2.1风力发电机组类型风力发电的本质是将叶片获得的风能转化为符合电网要求的可靠电功率输入电网，为了将波动性很强的风能转换为符合电网频率的交流电，目前国内外有两种不同的基本措施，分别是恒速恒频和变速恒频两种方法[5]。随着电力电子技术的革新，目前国内外并网的风电机组主要是双馈感应风力发电机以及基于全功率变换风电机组。本节以两种风机的基本拓扑结构为基础，简单介绍两种机组所具备的一些特性。图1-2是全功率风机的基本拓扑结构，全功率风机主要是由风力机、永磁同步发电机、以及背靠背双PWM变流器构成[11]。叶片将捕获的风能转化为机械能，所获的机械功率经过传动系统推动发电机产生电磁功率，电磁功率经过PWM变流器传输到电网。而对于图1.3中双馈风机而言，其定子绕组通过变压器直接将产生的电磁功率输出到电网，转子绕组通过双向变频器及变压器与电网相连从而进行功率交换[12]，其中，定子输出功率与转子绕组输出的功率大小分配由转差率所决定。对于全功率及双馈风机的控制原理和基本运行特性，国内外已有很多专家学图1.2全功率风机基本拓扑结构图1.3双馈风机基本拓扑结构
【参考文献】：
期刊论文
[1]基于改进SFR模型的含风电虚拟惯性/一次调频电力系统频率响应特性[J]. 李世春,曹润杰,雷小林,李振兴,刘道兵. 可再生能源. 2019(05)
[2]发展太阳能和风能发电技术 加速推进我国能源转型[J]. 李耀华,孔力. 中国科学院院刊. 2019(04)
[3]负载容量变化对电力系统频率响应影响的研究[J]. 褚鑫,高桂革,吴凯,孙志伟,黄文. 电工电气. 2018(10)
[4]高风电渗透率下的电力系统调频研究综述[J]. 李军徽,冯喜超,严干贵,葛延峰,李大路,傅予. 电力系统保护与控制. 2018(02)
[5]全功率变换风电机组的暂态稳定性分析[J]. 张琛,蔡旭,李征. 中国电机工程学报. 2017(14)
[6]电力电子化电力系统多尺度电压功角动态稳定问题[J]. 袁小明,程时杰,胡家兵. 中国电机工程学报. 2016(19)
[7]需求响应参与大规模风电接入下的电力系统频率调节研究[J]. 包宇庆,李扬,王春宁,薛璐. 电力系统保护与控制. 2015(04)
[8]风力发电的调频技术研究综述[J]. 唐西胜,苗福丰,齐智平,贺惠民,吴涛,李善颖. 中国电机工程学报. 2014(25)
[9]双馈风电机组参与电网一次调频的控制策略[J]. 田汝冰,叶鹏,朱钰,王刚,张涛. 东北电力技术. 2014(08)
[10]大规模风电参与系统频率调整的技术展望[J]. 刘巨,姚伟,文劲宇,黄莹,刘源,马蕊. 电网技术. 2014(03)
博士论文
[1]双馈风机虚拟同步并网控制基础理论与关键技术研究[D]. 王硕.华中科技大学 2017
硕士论文
[1]大规模风电并网对系统频率影响分析[D]. 蒋大伟.东北电力大学 2010
本文编号：3476183
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