含有风电场群的电网电压主导节点识别方法研究

发布时间：2017-09-18 07:48

  本文关键词：含有风电场群的电网电压主导节点识别方法研究

  更多相关文章： 风电场群 区域电网 电压分布特性 主导节点识别 源流路径

【摘要】：随着国家对可再生能源发展的大力支持,我国风力发电产业发展十分迅速。目前已相继建成了七个“千万千瓦级风电基地”,这些风电基地大多处于电网末端,网架结构薄弱。近年,国内发生了多起风电场连锁故障事故,导致大规模风电机组脱网,对电网安全稳定运行产生冲击,其中主要原因之一是风电场无功电压控制不合理。针对大规模风电接入区域电网后的电压控制问题,从系统的角度统筹考虑,找到无功补偿的电压主导节点成为无功电压控制的关键。本文立足于含风电基地的某区域电网实际数据,研究风电场群的无功电压分布特性,在此基础上提出识别无功电压主导节点的方法,主要研究工作如下：首先,本文对双馈风电机组的基本运行理论进行了分析,建立了双馈风电机组的风速、风力机、发电机以及控制系统的数学模型,为本文后续研究奠定了理论基础。其次,本文结合风电场实际数据,利用DIgSILENT PowerFactory软件依次搭建了双馈风电机组模型、风电场模型以及包含大规模风电场群的区域电网模型,并基于此,分析了风电场群的出力方式变化以及风功率波动对接入点和区域电网关键节点电压的影响。结果表明,大规模风电并网后,电网电压将随风电有功出力增加而下降,而当受到风速大范围波动时,极易导致大规模风电场脱网事故。接下来,本文提出了一种考虑风电场关联度的风电接入区域电网电压控制主导节点的识别方法。该方法采用网络源流路径双向电气剖分方法获取电网主要电气特征参数,计算风电场关联度指标和电压主导节点评价指标,实现了大规模风电接入区域电网电压主导节点的合理选择。最后,结合IEEE39节点系统,进行了仿真分析,结果证明了本文所提出的电网电压主导节点选取方法的合理性和有效性。
【关键词】：风电场群 区域电网 电压分布特性 主导节点识别 源流路径
【学位授予单位】：南京师范大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2016
【分类号】：TM614
【目录】：

• 摘要3-4
• Abstract4-8
• 第1章 绪论8-16
• 1.1 课题研究背景及意义8-11
• 1.1.1 世界能源问题以及风力发电的兴起8
• 1.1.2 我国风能资源及风电发展状况8-10
• 1.1.3 风电基地电压控制的必要性10-11
• 1.2 国内外研究现状11-14
• 1.2.1 风电并网对系统无功电压影响的研究现状11-12
• 1.2.2 风电场无功电压控制研究现状12-13
• 1.2.3 电力系统分级电压控制研究现状13-14
• 1.3 本文的主要研究工作14-16
• 第2章 双馈风力发电机组模型16-32
• 2.1 双馈感应发电机组的基本结构和工作原理16-17
• 2.2 双馈风力发电机组模型17-25
• 2.2.1 风速模型17-19
• 2.2.2 风力机模型19-20
• 2.2.3 双馈发电机数学模型20-22
• 2.2.4 双馈风电机组控制模型22-25
• 2.3 DIgSILENT风电机组模型及风电场建模25-31
• 2.3.1 DIgSILENT仿真软件简介25
• 2.3.2 DIgSILENT风电机组模型分析25-28
• 2.3.3 风电场模型28-31
• 2.4 本章小结31-32
• 第3章 大规模风电场群接入区域电网的电压分布特性32-48
• 3.1 双馈风电机组基本输出特性32-38
• 3.1.1 不同风速条件下出力特性研究32-36
• 3.1.2 双馈风力发电机组功率流向分析36-38
• 3.2 含大规模风电场群的区域电网建模38-40
• 3.3 风电场出力变化对电网电压的影响40-43
• 3.3.1 风电场接入区域电网框图40
• 3.3.2 恒功率因数为1控制40-41
• 3.3.3 恒功率因数为0.95控制41-43
• 3.4 大规模风电接入电网后的无功电压特性分析43-46
• 3.4.1 大规模风电出力方式改变对电网电压的影响43-45
• 3.4.2 大规模风电功率波动对电网电压的影响45-46
• 3.5 本章小结46-48
• 第4章 考虑风电源流关系的电网电压主导节点识别研究48-63
• 4.1 二级电压控制原理48-49
• 4.2 电力网络源流路径链的双向电气剖分算法简介49-52
• 4.2.1 电力网络源流的概念49
• 4.2.2 电力网络源流路径链的双向电气剖分算法49-52
• 4.3 考虑风电源流关系的电压主导节点识别的基本思路52-53
• 4.4 电压主导节点识别具体算法53-57
• 4.4.1 源流路径链电气特征参数的计算53-54
• 4.4.2 风电场相互关联度及电压控制区划分54-55
• 4.4.3 选取电压主导节点55-57
• 4.5 算例仿真57-62
• 4.5.1 算例系统简介57-58
• 4.5.2 电压控制区划分及电压主导节点识别结果58-60
• 4.5.3 算例160-61
• 4.5.4 算例261-62
• 4.6 本章小结62-63
• 第5章 总结与展望63-65
• 5.1 本文的主要研究成果63-64
• 5.2 本文的不足与展望64-65
• 参考文献65-69
• 攻读硕士学位期间发表的学术论文及研究成果69-70
• 致谢70

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本文编号：874301