大规模风电外送安全稳定控制研究

【摘要】：我国的风电资源主要分布在华北、东北、西北地区,这些地区的风电基地大多位置较偏,当地用电负荷较小,风电消纳能力有限,因此,大规模风电必须通过外送至其他区域消纳。近年来,随着大规模风电基地接入比例的不断增加,不仅带来了丰富的经济效益,同时也对电力系统的安全稳定性造成了一定的影响,使电力系统在严重故障下的安全稳定控制必须考虑风电带来的影响,制定相应的安全稳定控制措施。本文通过研究风电外送及安全稳定控制相关的文献,分别对风火打捆外送和风电基地集中送出两种典型风电外送系统进行了安全稳定控制研究。本文研究内容主要包括以下几个方面： 1)分析了双馈风机的模型及其运行特性；推导出改进支路暂态能量函数,并运用改进支路暂态能量函数法进行了严重故障下的切机分析,说明了双馈风机和传统火力发电机在加速能量方面对切机效果影响的差异性。 2)分析了风电穿透率对系统恢复过程和切机控制的影响；针对风火打捆外送系统的暂态切机控制,提出了一种计及风电并网风火协调的暂态最优切机控制决策模型,并提出了一种实用的计算流程。 3)采用PSASP对风火打捆外送系统的实际算例系统进行了暂态稳定校核计算；对算例系统TS变与SY变间的跨线故障进行了不同切机方案效果的比较；运用计及风电并网风火协调的暂态最优切机决策寻找暂态最优切机方案,验证了该暂态最优切机决策具有良好的实用性。 4)针对百万风电基地集中外送的实际算例系统,在冬季高峰潮流方式下串补接入前后进行了计算比较,验证了串联补偿技术对改善长距离风电集中外送系统周围节点电压的作用；对算例系统进行了风电基地80%出力,有串补情况下的暂态稳定校核计算；对算例系统不同串补度下的风电集中送出能力进行了计算。 【关键词】：风火打捆外送 改进支路暂态能量函数 安全稳定控制 风电集中送出 串联补偿技术
【学位授予单位】：浙江大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2015
【分类号】：TM614;TM712
【目录】：

• 致谢4-5
• 摘要5-6
• ABSTRACT6-8
• 目录8-10
• 第一章 绪论10-19
• 1.1 论文研究背景10-11
• 1.2 大规模风电外送安全稳定控制的研究意义11-15
• 1.2.1 世界风电发展现状11-12
• 1.2.2 我国风电发展现状12-13
• 1.2.3 风电外送方式分类13-14
• 1.2.4 大规模风电外送安全稳定控制研究目的与意义14-15
• 1.3 大规模风电外送暂态稳定控制研究方法与现状15-17
• 1.3.1 概述15
• 1.3.2 大规模风电外送暂态稳定研究现状15-16
• 1.3.3 暂态稳定控制算法研究现状16-17
• 1.4 本文的主要工作17-19
• 第二章 改进支路暂态能量函数及其切机分析19-29
• 2.1 双馈风机运行特性分析19-23
• 2.1.1 双馈风机模型介绍19-22
• 2.1.2 双馈风机运行特性分析22-23
• 2.2 改进支路暂态能量函数23-28
• 2.2.1 惯性中心坐标下的支路暂态能量函数24-26
• 2.2.2 改进支路暂态能量函数26-27
• 2.2.3 改进支路暂态能量函数切机分析27-28
• 2.3 本章小结28-29
• 第三章 计及风电并网风火协调的暂态切机控制29-35
• 3.1 风电穿透率对切机控制的影响29-31
• 3.1.1 概述29
• 3.1.2 仿真系统介绍29-30
• 3.1.3 风电穿透率对切机控制的影响30-31
• 3.2 计及风电并网风火协调的暂态最优切机决策模型31-32
• 3.3 计及风电并网风火协调的暂态最优切机计算流程32-34
• 3.4 本章小结34-35
• 第四章 风火打捆外送安全稳定控制及暂态切机策略仿真35-46
• 4.1 算例系统介绍35-37
• 4.1.1 算例系统结构图35-36
• 4.1.2 主要原则及边界条件36-37
• 4.2 暂态稳定校核37-42
• 4.3 不同切机方案效果比较42-44
• 4.4 计及风电并网风火协调的暂态最优切机决策44-45
• 4.5 本章小结45-46
• 第五章 百万风电集中送出安全稳定控制及送出能力分析46-59
• 5.1 串联补偿技术46-47
• 5.2 算例系统介绍47-49
• 5.2.1 算例系统47-48
• 5.2.2 冬季高峰基础潮流周边开机情况48-49
• 5.3 冬季高峰潮流计算比较49-54
• 5.3.1 TY风电基地80%出力潮流计算比较49-51
• 5.3.2 TY风电基地远景满发潮流计算比较51-53
• 5.3.3 结论53-54
• 5.4 暂态稳定校核54-55
• 5.5 百万风电基地集中送出能力分析55-58
• 5.5.1 最大输电能力55-56
• 5.5.2 静态安全稳定分析56-57
• 5.5.3 不同串补度下的风电集中送出能力计算57-58
• 5.6 本章小结58-59
• 第六章 总结与展望59-61
• 参考文献61-66
• 攻读硕士学位期间取得的学术成果66

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