考虑OLTC调节特性对风电系统稳定的分析

发布时间：2017-05-15 20:45

世界上的许多国家都在努力将清洁能源很好的利用,以便实现自己国家的可持续发展,这些清洁能源主要有:风能、太阳能、地热能、水能等。在这些可再生能源中,太阳能是整个地球能源的根本来源,并且这种可再生能源在地球上随处可见,对它的使用不会产生任何的污染物,并且成本比较低,所以太阳能这种可再生能源引起了世界各国的广泛利用。除此之外,由于世界技术的快速进步,风力发电目前也成为了技术最成熟的一项,世界各地的也相继出现了风力发电厂。为了解决我国的能源危机,就在2005年,我国出台了《可再生能源法》,确定了以"开发大风电、送入大电网"为我国风电开发的主要模式,随着风电技术逐渐趋于成熟,国内风电系统的并网容量逐渐加大,风电系统对电网的影响也日益突出。所以,研究电力系统电压稳定的问题必须考虑系统中风电容量对常规电力系统的实际应用(王冬梅,2009)。

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第二章电力系统电压稳定

2.1概述

其中,第一种稳定类型主要是指电力供电系统在受到外界干扰时,其工作电机依然能保持同步的工作状态,其主要的失稳主要是由各发电机之间功率出现非震荡的单调方式或者是功率出现增幅震荡进而导致供电系统失稳。不同的失稳方式由系统电磁功率在系统之间的分配所决定,送主要取决于不同装置中转子的机械运动性质。电岳稳定主要指当系统运行在稳定运行点附近时,如果外界对供电系统产生一定的干扰,供电系统的母线中的不同节点的电压依然能够在允许的范围内变化。供电系统的系统电压之所以能够维持在一个稳定的工作状态,主要是因为发电网络和供电系统的负载之间存在着一定的平衡能力。上面我们所说的电压崩溃主要是指供电系统失去平衡而导致整个供电系统陷入瘫痪状态。

2.2电压稳定的类型

通常情况下,系统遭受的扰动可以分成小扰动和大扰动。对于前者,我们可以将电力系统的稳定电压称为小扰动电压稳定,对应的后者就可以被称作大扰动电压稳定。对于前者的扰动,若系统可以保持各节点电压运行在稳定的区域,则可以通过数学方法,对系统放出进行线性分析,给出线性状态方程來分析系统稳定特性。而当大扰动发生时,系统的节点电压不能维持在稳定的区域运行,导致系统失去负荷,造成切机等故障。当系统发生大扰动后,系统的稳定性由发电机一负荷特性、系统保护控制等元件特性相互作用。通常用时域仿真法来研究系统在遭受大扰动下的稳定性,可以进一步分析电压崩溃过程中元件特性的变化,从而进一步为系统的保护控制提供初始的数据。

第三章分岔理论分析基础........11

3.1电力系统分岔理论基础........11
3.2静态分忿理论在电压稳定研究中的应用........12
33动态分岔理论在电压稳定研究中的应用........13
第四章电力系统数学模型........16
4.1双馈风电机组数学模型........16
4.2有载调压变皮器工作原理........19
4.3�塐LTC的数学模型........21
第五章考虑OLTC调节特性的电压分岔分析........26
5.1电力系统模型........26
5.2不同调压档距对电压分岔的影响........28

第六章考虑无功补偿时OLTC调节特性分析

6.1SVC数学模型

为了保证在高电压等级时电压的稳定,需要在系统各处装设无功补偿装置。但是,不同于系统频率与系统有功功率平衡关系,在进行无功补偿或是无功功率重新分配的过程中,不仅会发生无功功率损耗,还会造成电压降落现象。由于系统电压采用的是就地补偿原则,所以同一时刻中不同区域的电压也会不同(谢小荣,2008)。电力系统中各区域电压调节主要方式是就地补偿。当进行无功功率重新分配时,不同区域的无功功率流动会受到不同无功补偿装貴类型、无功装置投入不同时机等影响。因此,分析无功补偿装置对系统电压稳定性的影响有着很重要的工程实际意义。为了研究无功补偿装置在对OLTC调节过程中的动态影响,本文采用如图5-1的电力系统模型。模型的节点1是双馈式风机,节点2为OLTC调压器,节点3为动卷负荷与无功补偿装置并联组成。

6.2投入SVC对OLTCTC档距调节的动态影响
从图6-3可以看出,系统起始按着运行曲线1运行。随着无功功率增大运行到A点时,若此时采用逐级调整进行分接头调节,系统的运行曲线会升至到曲线2。由表6-2可以看出,当系统负荷的无功功率&=1.73时,电压会发生鞍结分岔,此时系统没有发生动态失稳。但是,系统维持稳定时对应的无功功率己经很小了,此时负荷侧无功的承受能力比较脆弱。当在运行至A点时进行SVC无功补偿,系统的运行曲线会升至曲线3。由图6-2可见,此时系统在&=2.12时出现鞍结分析,并且导致失稳。但是与没有无功补偿相比,送个时候,电力系统在负载端所能承受的无功功率得到显著的上升,这就说明负荷承受无功的能力有所增强,电力的调节也达到了提高负荷侧电压的目的。
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第七章结论与展望

目前,随着风机大规模的接入电网,风机并网对电力系统的稳定性也带来了一定的影响。而在电力系统电压控制中,OLTC的特性对电压稳定性影响也日益显著(周双専等,2006)。目前对OLTC对电压稳定性带来的问题从模型到分析方法,从机理到对策的研究均未成熟。因此对该课题的研究具有很强的理论意义与工程实际意义。本文利用分岔理论对OLTC调压过程中对电压稳定的影响做了一些典型的分析,得到了以下结论,OLTC在调节分接头的可以分为连续档距调节和跨档距调节两种方式。跨档距调节尽管在调节时间上会有一定的优势,但是采用跨档距调节方式时,系统更容易发生动态失稳,而从导致电压发生崩溃。而OLTC自身的时间常数也会对系统稳定带来一定的影响。结果分析表明,如果想要使电力供电系统更好的应对外界的干扰,我们就要将OLTC的时间常数设置的比较小。所以,根据实际选择适当的时间常数是有利于系统电压的.稳定的。

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参考文献（略）

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本文编号：368846