考虑风电接入的弱电网功率缺额扰动下频率紧急控制方法研究

【摘要】：电力系统正常运行时发生第二类较严重故障扰动或者系统处于警戒状态时发生第一类故障时，系统可能进入紧急状态。在紧急状态下应立即采取适当的紧急控制措施以防止系统状态进一步恶化。经验表明，对电力系统紧急控制缺乏应有的重视是系统由紧急状态演变为崩溃状态的主要原因，因此研究电力系统安全稳定与控制措施对保障电力系统安全、可靠运行具有重要的意义。对于弱电网，由于网内机组数量少、容量小，网架较为薄弱，从而更容易出现稳定性问题，其中频率问题尤其突出；再加上风能等可再生能源接入电网比例的不断增加，电力系统频率稳定性所面临的压力不断增大，亟待开展频率紧急控制方面的相关研究。本文则主要针对大规模风电接入弱电网后的频率紧急控制方法进行研究。 本文首先基于大电网频率特性的一般规律，对弱电网频率特性的影响因素进行了系统的分析，对比了弱电网与大电网频率特性的差别。以三机九节点系统和实际弱电网为例，进行了仿真研究。第二，针对大规模风电接入弱电网的情况，理论和仿真分析了不同风电机组接入(如永磁直驱风电机组、双馈异步风电机组和定速异步风电机组)、不同风电渗透率以及风功率波动等影响因素给弱电网频率特性带来的新特点。第三，针对弱电网集中切负荷措施和低频减载措施配合困难的问题，提出了协调配合方案。第四，对风电接入弱电网后原低频减载方案的适应性进行了理论分析和仿真研究，在此基础之上，提出了风电接入弱电网后低频减载措施的改进方法，并仿真验证了其适用性。最后，针对含风电的弱电网，提出了不同工况下集中切负荷措施与低频减载措施的配合方案，仿真结果表明该配合方案可有效避免低频减载过切负荷导致频率越限的现象；制定了含风电弱电网频率紧急控制措施的配合方法流程图。 【关键词】：风电机组 频率特性 紧急控制 低频减载 配合方法
【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
• Abstract6-10
• 第1章 绪论10-17
• 1.1 研究背景及意义10-12
• 1.2 国内外低频频率紧急控制措施概况12-15
• 1.2.1 集中切负荷发展现状12-13
• 1.2.2 低频减载发展现状13-15
• 1.3 本文的主要工作15-17
• 第2章 功率缺额扰动下弱电网频率特性及其影响因素分析17-30
• 2.1 大电网频率特性及影响因素分析17-18
• 2.2 功率缺额扰动下弱电网频率特性及影响因素分析18-21
• 2.2.1 电源特性影响分析19
• 2.2.2 负荷特性影响分析19-20
• 2.2.3 其他因素影响分析20
• 2.2.4 功率缺额扰动下弱电网频率特性总结20-21
• 2.3 三机九节点系统仿真分析21-25
• 2.3.1 仿真系统建模21-22
• 2.3.2 影响因素仿真分析22-25
• 2.4 实际电网仿真分析25-29
• 2.4.1 仿真系统说明25-26
• 2.4.2 影响因素仿真分析26-29
• 2.5 本章小结29-30
• 第3章 大功率缺额扰动下考虑风电接入的弱电网频率特性及其影响因素分析30-42
• 3.1 理论分析30-34
• 3.1.1 风机类型影响分析30-32
• 3.1.2 风电渗透率影响分析32
• 3.1.3 风电出力特性影响分析32-34
• 3.2 仿真分析34-40
• 3.2.1 仿真系统建模34-35
• 3.2.2 风机类型影响分析35-38
• 3.2.3 风电渗透率影响分析38-39
• 3.2.4 风功率波动性影响分析39-40
• 3.3 本章小结40-42
• 第4章 考虑风电接入的弱电网频率紧急控制措施配合研究42-57
• 4.1 无风电接入弱电网时频率紧急控制措施配合研究42-45
• 4.1.1 集中切负荷措施与低频减载措施配合空间分析42
• 4.1.2 配合原则42-43
• 4.1.3 具体配合方案43-45
• 4.2 风电接入弱电网时频率紧急控制措施配合研究45-56
• 4.2.1 风电接入前低频减载措施适应性分析45-46
• 4.2.2 风电接入后原低频减载措施适应性分析46-50
• 4.2.3 风电接入后低频减载措施改进方法50-51
• 4.2.4 低频减载改进方案的适应性分析51-53
• 4.2.5 考虑风电接入的弱电网频率紧急控制措施配合方法研究53-55
• 4.2.6 考虑风电接入的弱电网频率紧急控制措施配合流程图55-56
• 4.3 本章小结56-57
• 第5章 结论与展望57-59
• 5.1 结论57
• 5.2 工作展望57-59
• 参考文献59-62
• 在学期间发表的学术论文和参加的科研工作62-63
• 论文发表情况62
• 项目及科研经历62-63
• 致谢63

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