高渗透率风电接入对电网小干扰稳定性影响

发布时间：2017-09-20 09:27

  本文关键词：高渗透率风电接入对电网小干扰稳定性影响

  更多相关文章： 小干扰稳定性 双馈异步风机 等值建模 随机微分方程

【摘要】：随着风电的快速发展,电力系统中风电的渗透率愈来愈高。风电具有随机性、波动性等特征,会对系统小干扰稳定产生较大的影响,而渗透率的提高加剧了这一影响。研究高渗透风电接入对电网的小干扰稳定影响具有重要的理论和实用价值。本文首先建立了双馈式风机的小干扰稳定模型,包含风力机模型、双质量块轴系模型、同步旋转坐标系下的感应电机模型、变频器模型和转子侧、网侧变频器控制系统模型,并验证了模型的准确性,为后续研究奠定了基础。其次,使用NJW聚类算法完成分群,建立适用于高渗透率场景的风场多机等值模型,对比了详细模型,单机和多机等值模型,验证了多机模型的准确性。在BPA中以IEEE 3机9节点系统和海南实际网络为例,研究了高渗透风电并网对系统区间和局部振荡模式阻尼特性的影响,并分析了旋转备用容量、机组相关性和电气距离等因素的作用。仿真结果表明,双馈式风机代替火电机组对系统阻尼特性产生双向的影响,旋转备用的增加有改善作用,而风机的弱耦合特性有弱化作用。其中,旋转备用对强相关机组的改善作用较大。整体而言,风电并网对本区域振荡模式的影响大于其他区域。最后,由于高渗透率风电接入给系统带来更多的随机源,针对这一问题根据随机微分方程理论建立了双馈风机随机小干扰模型,给出了随机稳定判据。通过仿真验证了模型的正确性,研究了随机激励的波动强度和累积特性对系统状态变量的影响。
【关键词】：小干扰稳定性 双馈异步风机 等值建模 随机微分方程
【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;TM712
【目录】：

• 摘要5-6
• ABSTRACT6-9
• 第1章 绪论9-15
• 1.1 课题背景及研究意义9-10
• 1.2 风电并网小干扰稳定问题的研究现状10-13
• 1.2.1 风电机组及风电场的动态建模10-11
• 1.2.2 风电并网的小干扰稳定分析11-13
• 1.2.3 考虑随机性的风电并网小干扰稳定分析13
• 1.3 本文主要工作13-15
• 第2章 双馈风机小干扰稳定动态模型15-26
• 2.1 概述15
• 2.2 双馈风机机械系统动态模型15-19
• 2.2.1 风力机模型15-17
• 2.2.2 轴系模型17-18
• 2.2.3 双馈风机运行区间与桨距角控制18-19
• 2.3 双馈感应发电机的动态模型19-21
• 2.4 变频器模型21-22
• 2.5 变频器控制系统模型22-25
• 2.6 本章小结25-26
• 第3章 高渗透风电接入对系统小干扰稳定影响26-44
• 3.1 概述26
• 3.2 小干扰稳定分析方法26-27
• 3.3 风场的动态等值模型27-33
• 3.3.1 风机分群指标28-29
• 3.3.2 风机分群方法29-30
• 3.3.3 等值模型参数聚合30-31
• 3.3.4 等值模型验证31-33
• 3.4 高渗透率风电接入对小干扰稳定影响的仿真研究33-43
• 3.4.1 简单系统仿真研究33-36
• 3.4.2 实际区域电网仿真研究36-43
• 3.4.3 算例仿真结论43
• 3.5 本章小结43-44
• 第4章 基于随机微分方程的风电小干扰稳定分析44-54
• 4.1 概述44
• 4.2 随机微分方程原理44-47
• 4.2.1 随机过程与随机微分方程44-45
• 4.2.2 伊藤微分方程及法则45-46
• 4.2.3 数值解法46
• 4.2.4 随机小干扰稳定性46-47
• 4.3 双馈风机的SDE模型47-48
• 4.4 算例分析48-53
• 4.5 本章小结53-54
• 第5章 结论与展望54-55
• 参考文献55-59
• 攻读硕士学位期间发表论文及其它成果59-60
• 致谢60

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本文编号：887240