含双馈风电机组的并网系统静态电压稳定性研究

【摘要】：随着风电场规模不断扩大,风电并网对系统电压稳定性的影响越来越突出。目前风电机组主要为变速恒频的双馈风电机组,双馈风电机组通过变频器的控制解决了异步风电机组并网对系统稳定性带来的影响的同时,也对系统的电压稳定性造成了一些影响。本文从分岔理论的角度出发,应用连续潮流法对含双馈风电机组并网系统的静态电压稳定性进行分析。首先推导了基于恒功率因数的双馈风电机组和基于改进RX法的异步风电机组的稳态潮流模型,应用MATLAB对它们进行了潮流计算编程,对双馈和异步风电机组并网潮流计算结果进行对比分析；其次,提出了以风力机机械功率为连续参数的含双馈/异步风电机组并网系统连续潮流法模型和算法,并通过MATLAB进行了编程实现；最后,通过包含风电机组并网支路的IEEE14节点算例进行连续潮流计算,绘制了PV曲线、VQ曲线和PVQ曲线,并主要从以下三个方面对双馈和异步风电机组并网系统的静态电压稳定性进行了分析： 1.研究了机端无功补偿对于含异步风电机组并网系统静态电压稳定性的影响,对比分析了无补偿、补偿4Mvar和6Mvar时系统静态电压稳定性以及发生SNB分岔点的位置； 2.研究了功率因数对于含双馈风电机组并网系统静态电压稳定性的影响,对比分析了功率因数为1.0,0.9988和-0.9988时系统静态电压稳定性以及发生SNB分岔点的位置； 3.最后对比了含双馈风电机组和含异步风电机组并网系统的静态电压稳定性,分析得出双馈风电机组由于变频器的无功特性,其并网系统的静态电压稳定性和接纳风电的能力要优于异步风电机组。 【关键词】：双馈风电机组 静态电压稳定性 并网系统 分岔分析 连续潮流法
【学位授予单位】：华北电力大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2013
【分类号】：TM315;TM712
【目录】：

• 摘要5-6
• Abstract6-9
• 第1章 绪论9-16
• 1.1 选题背景9-10
• 1.1.1 世界能源问题对中国能源发展的影响9
• 1.1.2 中国风力发电及其并网稳定性问题概况9-10
• 1.2 课题研究现状10-14
• 1.2.1 含风电并网系统潮流计算研究现状10-11
• 1.2.2 电压稳定性问题定义和分类及研究现状11-13
• 1.2.3 基于分岔理论的含风电并网系统电压稳定性分析研究现状13-14
• 1.3 本文研究的主要内容14-16
• 第2章 基于连续潮流法的静态电压稳定分析16-26
• 2.1 分岔理论简述16-18
• 2.1.1 微分动力系统的平衡点及其结构稳定性16-17
• 2.1.2 鞍结分叉点和Hopf分叉点17-18
• 2.2 连续潮流的数学模型18-25
• 2.2.1 连续潮流法的数学描述18-19
• 2.2.2 连续潮流的基本模型19-24
• 2.2.3 连续潮流在静态电压稳定分析中的应用24-25
• 2.3 本章小结25-26
• 第3章 含风电机组并网系统潮流计算26-39
• 3.1 引言26
• 3.2 异步风电机组稳态模型26-29
• 3.2.1 异步风力机组模型26-28
• 3.2.2 异步风电机组稳态模型28-29
• 3.3 基于改进RX法的异步风电机组并网系统潮流编程29-33
• 3.3.1 改进RX法的潮流算法29-31
• 3.3.2 含异步风电机组并网系统IEEE14节点潮流算例分析31-33
• 3.4 双馈风电机组稳态模型33-35
• 3.4.1 双馈风力机组模型33-34
• 3.4.2 双馈风电机组稳态模型34-35
• 3.5 基于恒功率因数法的双馈电风机组并网系统潮流编程35-38
• 3.5.1 恒功率因数法的潮流算法35
• 3.5.2 含双馈风电机组并网系统IEEE14节点潮流算例分析35-36
• 3.5.3 双馈与异步风电机组稳态模型对节点电压的潮流结果对比影响36-38
• 3.6 本章小结38-39
• 第4章 含风电机组并网系统静态电压稳定性分析39-59
• 4.1 含异步风电机组并网系统的静态电压稳定性分析39-52
• 4.1.1 基于戴维南的异步风电机组的连续潮流法模型39-40
• 4.1.2 以异步风电机组注入功率为连续参数的CPF算法40-49
• 4.1.3 算例分析49-52
• 4.2 含双馈风电机组并网系统的静态电压稳定性分析52-58
• 4.2.1 双馈风电机组的连续潮流法模型52
• 4.2.2 以双馈风电机组注入功率为连续参数的CPF算法52-54
• 4.2.3 算例分析54-57
• 4.2.4 双馈与异步风电机组对系统静态电压稳定性影响的对比分析57-58
• 4.3 本章小结58-59
• 第5章 结论与展望59-60
• 参考文献60-64
• 攻读硕士学位期间发表的论文及其它成果64-65
• 攻读硕士学位期间参加的科研工作65-66
• 致谢66

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