风电并网对系统小干扰稳定性分析研究

发布时间：2019-07-25 10:40

【摘要】：随着风力发电在电源的比例逐渐增大,风力发电已经成为最有前景的新能源发电之一。大力发展风电也成为我国可持续能源战略的重要选择,“十二五”期间,我国在甘肃、新疆、河北、吉林、内蒙古、江苏等地规划建设7个千万千瓦级风电基地。截止2013年底,世界风电装机容量达到31813万千瓦,我国风电装机容量达7716万千瓦,占全国发电机装机容量的6.2%。当大规模风电基地集中接入输电系统后,可使整个系统的动态行为和稳定机理发生显著变化。频繁出现的电力系统小干扰引起的稳定问题给人们带来了巨大的经济损失,因此电力系统小干扰稳定性问题引起了人们的广泛关注。本文对电力系统小干扰稳定的分析方法进行了综述和比较,并对不同类型风电机组的运行原理及数学模型有了详尽的介绍和合理的比较。基于电力系统仿真软件PSAT,分析了不同类型风电机组(包括恒速异步风电机组、双馈感应风电机组、永磁直驱同步风电机组)对系统小干扰稳定性的影响,选出最有利于系统小干扰稳定性的风电机组类型。其次,分析了不同风电场位置对系统小干扰稳定性的影响,选出对系统小干扰稳定性有利的DFIG风电场位置。最后分析了DFIG的渗透率对系统小干扰稳定性的影响,并针对稳定性最差的算例给出了提高系统小干扰稳定性的措施。通过适当降低DFIG功率因数,可以增加DFIG风电场最近的同步机振荡阻尼,增加系统小干扰稳定性,并用实际系统算例分析验证。
【图文】：

风电并网对系统小干扰稳定性分析研究

图 1-1 双质块轴系模型如图 1-1 为双质块轴系模型。当风机轴系采用双质块模型时，增加特征根的阶数，增加了计算量，但却能更准确地表示风电机组的动态过程[13]。文献分析表明：轴系刚度越低，功率振荡的幅值越大，小干扰稳定性越差。2.3 发电机工况对系统小干扰稳定的影响目前大部分的风机采用的是双馈感应发电机（Double Fed Inducnerator，DFIG）。DFIG 风电机组的运行工况取决于风速的大小，因为 D以通过调节桨距角实现最优风功率捕获，不同的风速下，发电机的输出电就不同[14]。不同的 DFIG 运行工况下，系统的运行点是不同的，，使得线性的结果就不同。目前 DFIG 的无功控制方式主要分为定功率因数控制和定电压控制[15]。者比较了 DFIG 采用定功率因数控制和定电压控制对系统小干扰稳定性的，通过分析计算可知，当 DFIG 采用定电压控制代替定功率因数控制时，系[16，17]

风电并网对系统小干扰稳定性分析研究

第二章小干扰稳定性的分析方法第二章小干扰稳定性的分析方法电力系统小干扰稳定性是指系统受到小干扰后，不发生自发振荡或非周，自动恢复到起始运行状态的能力。电力系统稳定性可以分为电压稳定和功角稳定。按照不同的故障情况，功角稳定又可以分为暂态稳定和定。小干扰稳定分析与暂态稳定分析不同，小干扰的发生一般不会改变构。电力系统小干扰稳定分析主要研究的问题就是电力系统遭受到小扰系统的稳定性。如果系统在小干扰作用下产生的振荡能够被抑制，即振逐渐衰减，在相当长的时间后系统状态的偏移足够小，则系统是稳定如果振荡的幅值不断增大或持续地等幅振荡，则系统是不稳定的。
【学位授予单位】：天津大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2014
【分类号】：TM614;TM712

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