风电集中接入电网的低频振荡与阻尼控制研究

【摘要】：近年来,随着大规模风电接入电网,以及大区电网互联规模的急剧扩大,低频振荡发生的概率也随之加大。因此,研究提出一种风电集中接入电网的低频振荡辨识方法与阻尼控制策略,辅助调度人员及时发现电力系统中的低频振荡模式,提升电力系统的阻尼比,降低电力系统发生低频振荡的风险,对当前大电网的发展有着重要的意义。 本文研究提出了一种风电集中接入电网的低频振荡辨识方法与阻尼控制策略,并针对甘肃电网的实际情况进行了实例验证。 首先分析了风电集中接入电网对电力系统阻尼的影响,建立了风电集中接入电网的电力系统数学模型；其次利用逆迭代转Rayleigh商迭代法计算得到电力系统状态矩阵的特征值与特征向量；再次按照机电回路相关比、频率、低频振荡辨识指标、以及机组相位分群判定对特征值进行筛选；最后确定风电接入电网的低频振荡模式。 基于风电集中接入电网的低频振荡辨识方法,研究提出了一种考虑风电集中接入的低频振荡阻尼控制策略。首先分析发电机出力对系统阻尼的影响作为阻尼控制的理论依据；然后以阻尼比对机组出力灵敏度为量化指标,通过采用反向等量配对法,提出了风电集中接入电网的阻尼控制策略。 以甘肃电网为研究背景,基于甘肃电网EMS实时数据,经过实时数据预处理、内外网数据实时匹配等方法,建立了甘肃电网低频振荡实时辨识计算模型。在此基础上,对风电集中接入电网的低频振荡辨识方法与阻尼控制策略进行了仿真验证,仿真结果表明了论文所提出的低频振荡辨识方法与阻尼控制策略的可行性和有效性。 【关键词】：风电集中接入 低频振荡 阻尼控制 在线安全分析 电力系统
【学位授予单位】：华北电力大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2014
【分类号】：TM614
【目录】：

• 摘要5-6
• Abstract6-9
• 第1章 绪论9-16
• 1.1 论文研究目的与研究意义9
• 1.2 国内外研究现状9-15
• 1.2.1 低频振荡解释机理9-10
• 1.2.2 低频振荡辨识方法10-12
• 1.2.3 低频振荡阻尼控制方法12-14
• 1.2.4 电网低频振荡实时辨识计算模型14-15
• 1.3 本文所做工作15-16
• 第2章 风电集中接入电网的低频振荡辨识方法16-28
• 2.1 风电集中接入电网的电力系统数学模型16-23
• 2.1.1 风电集中接入电网对系统阻尼的影响16
• 2.1.2 风电集中接入电网的电力系统数学模型16-23
• 2.2 风电集中接入电网的低频振荡模式辨识方法23-27
• 2.2.1 电集中接入电网的阻尼比计算23-25
• 2.2.2 风电集中接入电网的低频振荡模式辨识方法25-27
• 2.3 本章小结27-28
• 第3章 风电集中接入电网的低频振荡阻尼控制策略28-35
• 3.1 提高风电集中接入电网的阻尼比28-31
• 3.1.1 阻尼控制的理论依据28-29
• 3.1.2 阻尼比对机组出力灵敏度29-31
• 3.2 风电集中接入电网的低频振荡阻尼控制策略31-34
• 3.2.1 提高风电集中接入电网低频振荡阻尼比的控制策略31
• 3.2.2 反向等量配对法31-33
• 3.2.3 风电集中接入电网的低频振荡阻尼控制流程33-34
• 3.3 本章小结34-35
• 第4章 实例验证35-45
• 4.1 甘肃河西电网概述35-36
• 4.2 建立电网低频振荡实时辨识计算模型36-37
• 4.2.1 实时数据的处理36
• 4.2.2 内外网数据实时匹配36-37
• 4.2.3 电网低频振荡实时辨识计算模型建立方法37
• 4.3 低频振荡辨识方法37-40
• 4.3.1 风机出力0MW38-39
• 4.3.2 风机出力800MW39-40
• 4.4 低频振荡阻尼控制策略40-44
• 4.4.1 确定低频振荡模式40-41
• 4.4.2 提高阻尼比的控制策略41-43
• 4.4.3 形成低频振荡控制策略43-44
• 4.5 本章小结44-45
• 第5章 结论与展望45-46
• 参考文献46-50
• 攻读硕士学位期间发表的论文及其它成果50-51
• 攻读硕士学位期间参加的科研工作51-52
• 致谢52-53
• 作者简介53

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