分散式接入配电网的电压稳定性研究及无功电压控制

发布时间：2017-09-01 01:18

  本文关键词：分散式接入配电网的电压稳定性研究及无功电压控制

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【摘要】：随着风电装机容量的不断增大,对电网的影响日趋显著。为了能够更好的开发利用风力资源,必须深入研究风电场接入电力系统对系统运行稳定性的影响,分散风电是不同于大规模风电和分布式小型风电的新的风能开发方式，接入的是配电网，近期，对其针对性的研究成为了风电并网研究的热点。其中，电压稳定问题是一项重要的研究内容。由于风电功率的波动大、随机性高,加上配电网较大的负荷波动，使风电场的电压稳定问题变得更加复杂。本文重点分析了风电场接入配电网运行的电压稳定问题，主要内容如下: （1）分析了双馈式风电场接入配电网后产生的静态电压稳定问题，并讨论了静态电压稳定的评估方法。运用12节点的35KV标准放射型配电网，分析了不同风电渗透率以及接入位置对配电网电压的影响，给出了负荷点电压随风电渗透率的变化曲线；通过给定负荷母线短路容量和在线计算的保持电压稳定的最小短路容量来评估电网的电压稳定性。 （2）建立了双馈异步发电机的变速恒频风力发电系统的动态模型。对风速模型、风力机模型、轴系模型、桨距角控制模型、动态负荷模型、双馈异步发电机模型分别进行了分析，给出了适用于动态仿真的完整的风电机组模型。 （3）在考虑实际系统负荷的随机波动、风电渗透率和线路发生故障对配电网以及风场暂态电压稳定的影响的条件下，仿真分析了发生非永久性故障时，不同故障位置以及故障距离对电压暂态稳定性的影响，，并且分析了发生永久性故障，风电场孤岛情况下的系统暂态电压稳定性问题。 （4）提出在风电场送出线路上安装统一潮流控制器UPFC装置的配电网无功-电压控制方法，采用恒电压控制策略，仿真验证结果表明该方法可以大幅度改善风电场的无功-电压水平。 （5）采用双馈风电场的小信号模型分析了含有双馈风力发电系统的配电网，在不同风电渗透率以及风电场不同的接入位置下，系统小扰动的动态电压稳定性。
【关键词】：双馈风电机 短路容量 35kv配电网 无功电压控制 小扰动 特征根分析
【学位授予单位】：东华大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2015
【分类号】：TM712;TM614
【目录】：

• 摘要5-7
• ABSTRACT7-11
• 1 绪论11-17
• 1.1 选题背景和意义11
• 1.2 分散式风电的含义11-12
• 1.3 国内外研究现状12-16
• 1.3.1 风电并网的相关问题12-14
• 1.3.2 国内分散风电的研究现状14
• 1.3.3 国外分散风电的研究现状14-16
• 1.4 本文的主要工作16-17
• 2 含分散风电的配电网电压稳定性研究17-25
• 2.1 分散式风电并网对稳态电压分布的影响17-18
• 2.2 电压稳定性的研究方法18-22
• 2.2.1 静态电压稳定性研究方法18-19
• 2.2.2 动态电压稳定性研究方法19-20
• 2.2.3 暂态电压稳定性研究方法20-21
• 2.2.4 电压稳定性研究存在的问题21-22
• 2.3 电压稳定性的评估指标22-23
• 2.3.1 常用的电压稳定性评估指标22
• 2.3.2 一些新的电压稳定性评估指标22-23
• 2.4 本章小结23-25
• 3 基于短路容量稳定指标的电压稳定性研究25-37
• 3.1 配电网潮流计算25-27
• 3.1.1 基于极坐标系下的牛顿一拉夫逊法潮流计算25-27
• 3.2 基于短路容量的电压稳定指标27-29
• 3.2.1 短路容量的定义27
• 3.2.2 短路容量与负荷母线电压稳定的关系27-29
• 3.3 负荷功率及负荷功率因数对临界最小短路容量的影响29-35
• 3.3.1 风电渗透率对临界最小短路容量的影响31-33
• 3.3.2 风电场功率因数对临界最小短路容量的影响33-34
• 3.3.3 风场有功出力对配网电压的影响34-35
• 3.4 风电接入位置对静态电压稳定影响35-36
• 3.4.1 单点接入配网35
• 3.4.2 分散多点接入配网35-36
• 3.5 本章小结36-37
• 4 分散风电接入配电网的暂态稳定性分析37-67
• 4.1 双馈异步风机风力发电系统模型37-47
• 4.1.1 风速模型38-39
• 4.1.2 风力机模型39-41
• 4.1.3 轴系模型41-42
• 4.1.4 双馈异步电机模型42-44
• 4.1.5 控制系统原理44-47
• 4.1.6 动态负荷模型47
• 4.2 分散风电接入配电网的暂态电压稳定性分析47-48
• 4.3 无功电压协调控制技术48-54
• 4.3.1 无功补偿装置48-50
• 4.3.2 双馈风电恒电压无功控制算法50-51
• 4.3.3 风电场无功控制策略51-54
• 4.4 算例系统及仿真分析54-66
• 4.4.1 故障位置不同对暂态稳定性的影响56-60
• 4.4.2 风电渗透率的变化对暂态稳定性的影响60-63
• 4.4.3 线路永久性故障对系统暂态稳定性的影响63
• 4.4.4 无功补偿元件的安装对暂态稳定性的影响63-66
• 4.5 本章小结66-67
• 5 分散风电接入配电网的小干扰稳定性研究67-73
• 5.1 双馈风电机组的小信号模型67-68
• 5.2 小干扰稳定性及特征值分析方法68-69
• 5.3 算例系统和仿真分析69-71
• 5.4 本章小结71-73
• 6 结论与展望73-75
• 6.1 结论73
• 6.2 展望73-75
• 参考文献75-79
• 附录 A 攻读硕士学位期间所发表的学术论文79-80
• 致谢80

【参考文献】

中国期刊全文数据库 前10条

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本文编号：769067