含风电场的电力系统稳定性分析

发布时间：2020-02-14 02:34

【摘要】：随着能源和环境危机的加重,风能作为清洁能源越来越受到人们的重视,其并入电网的规模也在不断增大。风能的随机性和波动性,决定了风机输出功率的不确定性,风电场并入电网后改变了原有系统的潮流分布,加之风电机组与常规发电机组之间的差异,都会对电力系统的稳定产生影响。因此,研究不同类型风机并入电网后对电力系统稳定性的影响具有重要意义。本文的主要研究内容如下。建立了普通异步风力发电机和双馈感应发电机的静态数学模型,对比分析了各种含风电场的电力系统潮流计算方法的优缺点,最终采用修改雅可比矩阵中风电场节点对应元素的方法进行潮流分析,计算分别由这两种风机组成的风电场并入电网后的潮流分布,为电力系统稳定性分析提供基础。利用静态稳定性分析获得系统的薄弱区域,可以从总体上把握整个系统的稳定性。本文利用风速的威布尔分布,建立风速的分层分布模型,将风速每层的概率作为系数考虑进薄弱区域的分析中。连续潮流法能较好克服潮流方程在极限点附近的病态,从而得到完整的PV曲线。本文基于风电场的特性的连续潮流法,利用得到的系统各负荷节点临界状态的电压稳定性指标,可以辨识出系统的薄弱节点;利用基于力学思想的广义功角稳定性分析方法,可以辨识出系统的薄弱支路。有效综合薄弱节点和薄弱支路,为电网规划和安全稳定运行提供参考。对含风电场的电力系统进行暂态稳定性分析,不仅有助于分析预想故障对含风电场电力系统的危害程度,以及不同类型风机组成的风电场接入对于系统稳定性的影响,而且有助于故障的有效消除和稳定性措施的合理实施。本文以云南省部分地区电网为研究对象,利用电力系统分析软件包(Power System Analysis Toolbox,PSAT)搭建了研究区域的系统仿真模型,并在风速和故障两种扰动工况下,分析了风电场输出功率变化对风机自身以及对系统侧暂态稳定的影响,还分析了风机参数变化对风机暂态稳定性的影响。最后,针对分析结果,提出了改善稳定性的措施。
【图文】：

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将风能转化为机械能；又通过传动机构带动发电机转子化成电能。这样，并入电网的风电机组就可以将电能通网。电机分类照运行方式可将风机分为恒速恒频风力发电机和变速恒频风力发电机风力发电机结构简单，且成本较低，主要由恒速风力机、并联在机端的无功补偿装置和控制系统组成，其结构

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图 2-2 双馈感应发电机结构图变桨距调节，可以优化风力发电机的输出功率，提高风能到，发电机的定子与电网直接相连；转子通过变频器与电流向的目的。变流器的使用不仅可以为发电机提供了交流系统的频率，，拓宽了风机转速的可调范围，使定子输出提高了其并网的稳定性；同时实现有功和无功的解耦控且变频器容量小，可以节省投资，经济性较好。因此，，已成为国内的主流机型。磁同步发电机组步风力发电机由变速风力机、永磁同步发电机、变流器图 2-3 所示。变流器
【学位授予单位】：燕山大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2015
【分类号】：TM614;TM712

【参考文献】