基于灵敏度法的大规模风电接入电网电压优化控制

【摘要】：近年来,随着风电技术的快速发展和国家对新能源的政策支持,我国风力发电事业获得快速发展。但我国风资源分布的特点和发展现状,我国风电发展呈现出了大规模开发的特征,绝大多数大型风电场都位于远离负荷中心的偏远地区,大规模的风电需要通过超高压、远距离输送通道送到负荷中心。由于超高压送电线路具有较大的充电功率以及风电本身波动性和不确定性,使得大规模风电接入点和送出通道潮流产生强烈的波动性,从而导致大规模风电接入电网电压随着风电出力的变化而大范围波动,严重影响电网的电压运行质量和稳定性。因此研究大规模风电接入电网无功电压特性及控制方法具有重要的现实意义。 本文首先分析了风电场无功电压控制的研究现状,研究和分析各种无功电压控制措施的原理和特点。通过建立风电机组的数学模型,分析了目前三种主流风电机组及其构成风电场的无功电压特性。分析了大规模风电接入电网在不同出力方式下及风电有功出力波动下的电压特性。研究基于灵敏度理论的电压/无功灵敏度系数求解方法,基于电压/无功灵敏度系数提出风电场、风电场群无功电压越限控制策略。针对大规模风电接入电网电压特性提出三级电压优化控制模式以及三级电压优化控制策略。 最后,以酒泉电网为实例进行仿真计算分析,分析控制对酒泉电网因风电波动以及风电在不同有功出力方式下电压控制的效果,证明了本文提出的基于灵敏度法的大规模风电接入电网电压优化控制的正确和有效性。 【关键词】：大规模风电 控制策略 灵敏度法 电压控制 酒泉电网
【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】：TM761.1;TM614
【目录】：

• 摘要5-6
• Abstract6-9
• 第1章 绪论9-15
• 1.1 课题研究背景及意义9-11
• 1.2 国内外研究现状11-13
• 1.2.1 风电场无功控制技术发展历史11-12
• 1.2.2 风电场无功电压问题研究现状12
• 1.2.3 大规模风电接入电网电压控制研究现状12-13
• 1.3 本文的主要研究工作13-15
• 第2章 大规模风电接入电网电压特性研究15-31
• 2.1 风电机组无功电压特性研究15-22
• 2.1.1 鼠笼风电机组无功电压特性15-17
• 2.1.2 双馈风电机组无功电压特性17-19
• 2.1.3 永磁直驱风电机组无功电压特性19-22
• 2.2 风电场建模及其无功电压特性研究22-26
• 2.2.1 风速模型22
• 2.2.2 风电场等效模型22-23
• 2.2.3 风电场电压特性研究23-26
• 2.3 大规模风电接入电网电压特性研究26-30
• 2.3.1 大规模风电接入电网特点26-28
• 2.3.2 大规模风电不同出力方式时电网电压特性28-29
• 2.3.3 大规模风电波动时接入电网电压特性29-30
• 2.4 本章小结30-31
• 第3章 基于灵敏度法的大规模风电接入电网电压优化控制研究31-46
• 3.1 灵敏度系数的求取31-35
• 3.2 基于灵敏度法的电压越限控制35-38
• 3.2.1 风电场接入点电压越限控制35-36
• 3.2.2 风电场群接入点母线电压越限控制36-38
• 3.3 大规模风电接入电网电压优化控制38-45
• 3.3.1 大规模风电接入电网电压控制模式研究38-41
• 3.3.2 大规模风电接入电网电压控制策略41-45
• 3.4 本章小结45-46
• 第4章 酒泉电网电压优化控制仿真计算分析46-56
• 4.1 酒泉电网概述46-48
• 4.2 基于灵敏度法的酒泉电网电压优化控制48-55
• 4.2.1 酒泉电网电压优化控制模式48-49
• 4.2.2 基于灵敏度的酒泉电网电压越限控制49-54
• 4.2.3 酒泉电网无功电压优化控制54-55
• 4.3 本章小结55-56
• 第5章 结论与展望56-57
• 5.1 全文总结56
• 5.2 有待进一步研究的工作56-57
• 参考文献57-60
• 攻读硕士学位期间发表的学术论文及其他成果60-61
• 攻读硕士学位期间参加的科研工作61-62
• 致谢62

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