大型风电基地功率汇集拓扑方式的研究

发布时间：2017-07-17 07:04

  本文关键词：大型风电基地功率汇集拓扑方式的研究

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【摘要】：近年来,伴随着化石燃料的骤减以及新能源技术的提高,作为新能源中较为成熟的一种,风电已经走进了千家万户。风电具有一定的时空差异性,在某些区域会较为集中,因此适合建立大型的风电基地集中向电网供电。风电基地是由几个风电场群组成的,风电场群则是由若干风电场通过一定的拓扑结构汇集而成的,因此拓扑方式的选择将直接关系到风电基地在接入电网之后对于电网的影响。并且我国除了江苏风电基地以外,其它的风能丰富地区都分布在用电负荷水平较低的区域,所以将大规模风电用合理的拓扑方式进行汇集外送显得更加重要。本文首先建立了风速概率模型、风速相关性模型和风电转换模型,并且分析了风电基地的时空差异性。接下来总结了国内现有的九个千万千瓦级的风电基地的功率汇集拓扑方式,并从中提取出了链状拓扑、辐射状拓扑以及链状辐射状混联拓扑三大类拓扑方式。其次,对总结出来的拓扑方式进行稳态情况下的分析,先分别研究了双馈型风电场、鼠笼型风电场和直驱型风电场的无功电压特性；接下来对分散分布型和直线分布型两种不同地理位置下的风电基地进行了潮流计算,用以比较不同拓扑方式对潮流分布产生的影响：然后在PSD-BPA中建立了一个含12座风电场的风电基地,在有功功率逐渐增加和有功功率随风速变化而变化两种情况下对不同拓扑模式的电压、功率以及损耗情况进行了分析。然后,文本还分析了暂态情况下风电基地功率汇集拓扑方式的特性差异,先从风电场的暂态特性入手,随后选取了电压波动和故障极限切除时间作为衡量不同拓扑方式的暂态稳定和故障恢复能力,并在PSD-BPA中进行了仿真计算,分析在不同出力情况下,PCC点发生三相短路时,不同拓扑方式的风电基地的暂态响应特性。最后,本文提出了稳态和暂态下风电基地对于功率汇集拓扑方式的要求,总的来说,辐射状拓扑具有较好的适应系统要求的特性,但是在某一区域内风电场数量较少且远离汇集中心时,链状拓扑或混联拓扑也是很好的选择。
【关键词】：风电基地 拓扑方式 稳态需求 暂态需求
【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】：2016
【分类号】：TM614
【目录】：

• 摘要5-6
• Abstract6-10
• 第1章 绪论10-14
• 1.1 课题研究背景及意义10-11
• 1.2 国内外研究现状11-13
• 1.2.1 风电大规模开发研究现状11-12
• 1.2.2 风电基地拓扑研究现状12
• 1.2.3 风电基地稳态和暂态研究现状12-13
• 1.3 本文的主要研究工作13-14
• 第2章 风电场建模及拓扑结构总结14-37
• 2.1 风电模型14-20
• 2.1.1 风速分布模型14-16
• 2.1.2 考虑相关性的多风电场风速模拟16-18
• 2.1.3 风电转换模型18-20
• 2.2 风电基地的时空差异性20-22
• 2.3 大型风电基地功率汇集拓扑方式实例22-34
• 2.3.1 吉林风电基地22-24
• 2.3.2 蒙东风电基地24-25
• 2.3.3 黑龙江风电基地25-27
• 2.3.4 河北风电基地27-28
• 2.3.5 蒙西风电基地28-29
• 2.3.6 山东风电基地29-30
• 2.3.7 甘肃酒泉风电基地30-31
• 2.3.8 新疆哈密风电基地31-32
• 2.3.9 江苏风电基地32-34
• 2.4 本章小结34-37
• 第3章 风电基地汇集拓扑方式的稳态需求37-74
• 3.1 不同种类风电场的无功电压特性37-42
• 3.1.1 双馈型风电场的无功电压特性37-39
• 3.1.2 鼠笼型风电场的无功电压特性39-41
• 3.1.3 直驱型风电场的无功电压特性41-42
• 3.2 不同拓扑模式下的风电基地潮流分析42-61
• 3.2.1 分散分布型风电基地42-52
• 3.2.2 直线分布型风电基地52-61
• 3.3 算例分析61-73
• 3.3.1 各风电场有功功率逐渐增加64-69
• 3.3.2 各风电场在月平均风速下运行情况69-73
• 3.4 本章小结73-74
• 第4章 风电基地汇集拓扑方式的暂态需求74-82
• 4.1 风电场暂态电压稳定分析74-76
• 4.2 不同拓扑模式下风电基地暂态响应特性分析76-81
• 4.2.1 分散分布型风电基地76-79
• 4.2.2 直线分布型风电基地79-81
• 4.3 本章小结81-82
• 第5章 结论与展望82-83
• 5.1 全文总结82
• 5.2 未来展望82-83
• 参考文献83-86
• 攻读硕士学位期间发表的论文及其它成果86-87
• 攻读硕士学位期间参加的科研工作87-88
• 致谢88

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