风电并网对电能质量影响的评估与治理

发布时间：2021-03-29 12:15

风力发电以其清洁高效的优点,近年来得到了快速发展。随着风电场容量的增加,风电并网时对系统的影响也越来越明显。风电并网产生的电能质量问题,诸如电压偏差、电压波动、谐波电压和三相电压不平衡,给电网安全稳定运行带来了严重影响。风电并网的电能质量是中国电网的技术难题和管理难题,因此研究风电并网对电能质量影响的评估与治理具有重要的理论和现实意义。 (1)分析了双馈风力发电机的变速恒频运行原理和数学模型,从电压偏差、电压波动、谐波电压、三相电压不平衡四个方面探讨了风电并网对电能质量产生影响的原因与危害,并总结了这四个指标的电能质量相关国家标准。 (2)在MATLAB中利用最小二乘支持向量机(LSSVM)算法建立了LSSVM电能质量综合等级评估模型,并将电能质量等级细化为八个等级,用来评估风电场并网后系统各个节点的电能质量等级。 (3)在MATLAB/Simulink平台搭建了考虑尾流效应的风电场等值模型和风电场并网系统的仿真模型,通过MATLAB编程采集和计算系统在运行时间内各节点的电能质量数据,并应用LSSVM电能质量综合等级评估模型来评估系统各节点的电能质量等级。通过评估风电场从系统不同节点并网和并网容量不同时的各节点电能质量等级情况,可为风电场优化选址和定容提供参考。 (4)应用LSSVM电能质量综合等级评估模型对风电场并网点加装SVC和STATCOM后系统各节点的电能质量等级进行评估,定量得出电能质量提高的等级,验证了两种装置对系统电能质量的治理作用。 (5)基于电能质量治理装置的成本分析,构建了风电分质定价模型,使风电场通过有限资金的投入和合理分配,达到治理水平和治理成本的最佳平衡,实现风电的优质高价,并通过算例验证了风电分质定价模型从经济效益角度促使风电场进行电能质量治理是可行的。
【学位授予单位】：北京交通大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2014
【分类号】：TM614

文章目录

致谢

中文摘要

ABSTRACT

1 引言

1.1 选题背景和意义

1.2 国内外研究现状

1.2.1 国内外风电发展现状

1.2.2 风电并网对电能质量的影响

1.2.3 风电场电能质量评估方法

1.2.4 风电场电能质量治理措施

1.3 论文的主要研究内容

2 风电并网与电能质量基本理论

2.1 馈风力发电并网运行原理

2.1.1 风力发电原理

2.1.2 馈发电机数学模型

2.1.3 馈风力发电机并网运行原理

2.1.4 风力发电并网运行的特点

2.2 风电并网对电能质量影响的分析

2.2.1 电能质量定义

2.2.2 电压偏差问题

2.2.3 电压波动问题

2.2.4 谐波电压问题

2.2.5 三相电压不平衡问题

2.3 电能质量国家标准

2.4 小结

3 风电并网对电能质量影响的评估

3.1 最小二乘支持向量机的电能质量综合等级评估模型

3.1.1 最小二乘支持向量机分类算法

3.1.2 最小二乘支持向量机电能质量综合等级评估模型

3.2 风电并网仿真模型

3.2.1 风速模型

3.2.2 尾流效应和地形因素对风机风速的影响

3.2.3 风电场等值模型

3.2.4 风电并网系统仿真模型

3.2.5 系统电能质量数据采集流程

3.3 风电并网对电能质量影响的评估

3.3.1 风电从系统不同节点并网对电能质量影响的评估

3.3.2 接入不同风电容量对电能质量影响的评估

3.4 本章小结

4 风电并网对电能质量影响的治理

4.1 风电场电能质量治理装置

4.1.1 风电场对无功补偿装置的要求

4.1.2 无功补偿装置的分类及其性能

4.1.3 风电场无功补偿装置的选择

4.2 基于静止无功补偿器的风电场电能质量治理

4.2.1 静止无功补偿器（SVC）的原理及模型

4.2.2 基于SVC的风电场电能质量治理

4.3 基于静止同步补偿器的风电场电能质量治理

4.3.1 静止同步补偿器（STATCOM）的原理及模型

4.3.2 基于STATCOM的风电场电能质量治理

4.3.3 STATCOM与SVC的比较分析

4.4 基于分质定价的电能质量治理

4.4.1 电力市场下风电分质定价和交易机制

4.4.2 风电分质定价模型

4.4.3 算例分析

4.5 本章小结

5 结论与展望

5.1 主要研究成果与结论

5.2 未来工作与展望

参考文献

作者简历

学位论文数据集

【参考文献】