风火打捆联合外送方式下电力系统低频振荡分析

发布时间：2017-10-30 11:00

  本文关键词：风火打捆联合外送方式下电力系统低频振荡分析

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【摘要】：风火打捆联合外送将是我国未来“三北”地区大型能源基地电力外送的重要方式,亟待掌握风火打捆联合外送方式下的电力系统低频振荡机理及其模态特性。本文针对风火打捆联合外送系统的小扰动稳定性进行研究。主要内容如下：(1)基于中国电力科学研究院的PSD-BPA软件建立了适用于小扰动稳定性分析的风火打捆交流外送系统仿真模型(四机两区系统、某省实际电网)和风火打捆交直流混联外送系统仿真模型(单机无穷大系统)。(2)研究了风火打捆交流外送系统低频振荡模态特性。仿真结果表明：风火打捆交流外送并未引入新的低频振荡模态,其主要通过改变常规的同步发电机组出力情况影响低频振荡模态特性。风电的渗透率水平和风火打捆外送功率主要影响区间模态的阻尼特性,而对局部模态影响较小,针对同步发电机组装设的PSS可以在一定程度上改善系统阻尼特性。无论“区内消纳”,还是“跨区消纳”,区间模态的阻尼比均随风电的渗透率水平提高而升高。在相同风电渗透率下,“区内消纳”时的区间模态阻尼特性明显优于“跨区消纳”。(3)研究了风火打捆交直流混联外送系统低频振荡模态特性。分别在风速扰动和系统扰动下,对风火打捆交直流混联外送系统进行动态仿真,仿真结果表明系统阻尼情况较好。分别通过改变火电旋转备用容量(方案一)和火电开机停机状态(方案二)改变风电出力比例,仿真结果表明：在PSS全部投入时,方案一下的阻尼比随着风电出力比例增大先升高后降低(幅度较小),方案二下的阻尼比随着风电出力比例增大而升高(幅度较大),在相同风电出力比例下,方案二的阻尼特性明显强于方案一。在PSS全部退出时,方案一下的阻尼比随着风电出力比例增大而升高(幅度较大),方案二下的阻尼比随着风电出力比例增大而升高(幅度较大),在相同风电出力比例下,方案一的阻尼特性明显强于方案二。在相同风电出力比例下,双馈变速风电机组和永磁直驱风电机组对风火打捆交直流混联外送系统低频振荡模态特性的影响区别不大。在PSS全部投入时,系统阻尼受直流配置比例影响较小。在PSS全部退出时,系统的阻尼比随着直流配置比例增大而升高(幅度较大)。直流控制方式对系统阻尼基本没有影响。
【关键词】：风火打捆 交直流混联 双馈风电机组 低频振荡 模态分析
【学位授予单位】：西南交通大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2015
【分类号】：TM712;TM61
【目录】：

• 摘要6-7
• Abstract7-12
• 第1章 绪论12-21
• 1.1 问题的提出12-15
• 1.2 国内外研究现状15-19
• 1.2.1 双馈风电机组建模研究现状15
• 1.2.2 大规模风电场接入对电力系统低频振荡的影响研究现状15-18
• 1.2.3 风火打捆联合外送研究现状18-19
• 1.3 本文研究的主要内容19-21
• 第2章 电力系统低频振荡模态分析21-28
• 2.1 引言21-22
• 2.2 电力系统小扰动稳定性分析数学基础22-24
• 2.3 电力系统低频振荡两种分析方法简介24-27
• 2.3.1 特征值分析法24-26
• 2.3.2 Prony分析法26-27
• 2.4 电力系统低频振荡模态分析27
• 2.5 本章小结27-28
• 第3章 风火打捆输电系统建模28-37
• 3.1 引言28
• 3.2 风速建模28-29
• 3.2.1 阵风28
• 3.2.2 渐变风28-29
• 3.2.3 随机风29
• 3.3 双馈风电机组建模29-32
• 3.3.1 机械部分30-31
• 3.3.2 双馈感应发电机31
• 3.3.3 变流器及其控制系统31-32
• 3.4 同步发电机组建模32-34
• 3.4.1 发电机32-33
• 3.4.2 励磁系统33
• 3.4.3 原动机和调速器33-34
• 3.4.4 电力系统稳定器34
• 3.5 直流输电系统建模34-36
• 3.6 本章小结36-37
• 第4章 风火打捆交流外送系统低频振荡模态特性研究37-53
• 4.1 引言37
• 4.2 基于四机两区系统的低频振荡模态特性研究37-43
• 4.2.1 风火打捆交流外送系统建模37-38
• 4.2.2 风火打捆交流外送系统低频振荡模态分析38
• 4.2.3 风电的渗透率水平对低频振荡模态特性的影响38-40
• 4.2.4 风火打捆外送功率对低频振荡模态特性的影响40-43
• 4.3 基于某省实际电网的低频振荡模态特性研究43-51
• 4.3.1 某省电网简介43-45
• 4.3.2 某省电网低频振荡模态分析45-46
• 4.3.3 风电的渗透率水平对低频振荡模态特性的影响46-49
• 4.3.4 风火打捆外送功率对低频振荡模态特性的影响49-51
• 4.4 本章小结51-53
• 第5章 风火打捆交直流混联外送系统低频振荡模态特性研究53-73
• 5.1 引言53
• 5.2 风火打捆交直流混联外送系统模型53-54
• 5.3 风火打捆交直流混联外送系统动态仿真54-61
• 5.3.1 风速扰动下的动态仿真54-59
• 5.3.2 系统扰动下的动态仿真59-61
• 5.4 风火打捆交直流混联外送系统低频振荡分析61-62
• 5.4.1 特征值分析法61-62
• 5.4.2 Prony分析法62
• 5.5 风电出力比例对低频振荡模态特性的影响62-66
• 5.6 风电机组类型对低频振荡模态特性的影响66-68
• 5.7 直流输电系统对低频振荡模态特性的影响68-72
• 5.7.1 直流配置比例对低频振荡模态特性的影响68-71
• 5.7.2 直流控制方式对低频振荡模态特性的影响71-72
• 5.8 本章小结72-73
• 结论73-74
• 致谢74-75
• 参考文献75-79
• 附录79-82
• 攻读硕士学位期间发表的论文及科研成果82

【参考文献】

中国期刊全文数据库 前3条

1 康忠健;辛士郎;仲崇山;王玉振;刘晓林;;双馈风电场穿透功率增加对电力系统稳定影响综述[J];电力自动化设备;2011年11期

2 郭小江;马世英;申洪;丁剑;;大规模风电直流外送方案与系统稳定控制策略[J];电力系统自动化;2012年15期

3 汤奕;赵丽莉;郭小江;;风电比例对风火打捆外送系统功角暂态稳定性影响[J];电力系统自动化;2013年20期

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本文编号：1117367