风电并网对电力系统安全稳定的影响

【摘要】：随着风电技术和装备水平的不断提高,风力发电技术日趋成熟,具有可大规模开发和商业化运行的条件,己发展成为继火电、水电之后的我国第三大电源。但风电具有随机性和波动性的特点,随着风电渗透率的不断提高,风电并网给电力系统的安全稳定运行带来挑战。 本文在研究风力发电机组结构和特性基础上,从电力系统的潮流计算、小干扰稳定性、暂态稳定性等方面,对风电并网对电力系统的影响进行了研究。 风电并网后对电力系统潮流分析和计算的影响是一个需首先解决的基础问题,研究风电并网后的系统潮流计算方法,有利于确定风电场的并网方案,并为进一步研究其对系统稳定性、可靠性等方面的工作提供基础。本文在分析风速模型和风机的稳态潮流模型的基础上,对风机的结构和模型详细的分析和阐述,并结合已有的潮流计算确定了异步式风力发电机和双馈式风力发电机并网后的潮流计算模型。为满足实际仿真的需要,提出了异步风力发电机的简化处理模型和流程。 我国电网风电场机组的规模不断扩大,区域电网互联也迅速发展。在这样的发展形势下,由于风力发电所固有的随机性、间歇性和不可调控性等特点,使得电力系统在运行过程中无时不遭受到一些小的干扰影响。对含有风电场的电力系统进行小干扰稳定性及阻尼特性的分析已经成为非常迫切的课题。本文运用PSASP软件搭建了一个模拟的地区电网模型并对该模型进行了详细的分析计算,结果表明,该地区电网模型风电接入对系统中与其他机组强相关的振荡模式影响有限。 风力发电机组与传统的同步机组相比,具有不同的稳态和暂态特性,同时,大规模风电的接入,会使系统原有的潮流分布及整个系统的惯量发生改变。这些都会对风电并网后的电力系统的暂态稳定性产生影响。本文对现阶段广泛使用的双馈风电机组的模型进行了分析和阐述,在分析我国电力系统及风电发展现状的基础上,利用暂态稳定数值分析方法,对实际算例失去部分电源后系统的暂态稳定性进行了计算分析。 【关键词】：风电 潮流计算 小干扰稳定性 暂态稳定性
【学位授予单位】：山东大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2013
【分类号】：TM712
【目录】：

• 摘要5-6
• ABSTRACT6-8
• 1 绪论8-13
• 1.1 研究背景与意义8-10
• 1.2 当前研究现状10-12
• 1.3 本文主要工作12-13
• 2 风电机组的基本模型和潮流问题研究13-24
• 2.1 风机的结构和模型13-18
• 2.1.1 风速模型13-14
• 2.1.2 风机的稳态潮流模型14-18
• 2.2 含风电机组的潮流计算流程18-21
• 2.2.1 含有异步式风电机组的电力系统潮流计算18
• 2.2.2 含有双馈式风电机组的电力系统潮流计算18-20
• 2.2.3 异步风机的简化处理20-21
• 2.3 算例分析21-23
• 2.4 小结23-24
• 3 风电并网后的小干扰稳定研究24-39
• 3.1 小干扰稳定分析的主要内容24-26
• 3.2 含风电场电力系统的小干扰稳定性研究现状26-27
• 3.3 含有异步风电机组的小干扰稳定分析模型27-33
• 3.4 风电接入后小干扰稳定问题的算例分析33-37
• 3.5 本章小结37-39
• 4 风电接入对系统暂态稳定性的影响39-59
• 4.1 引言39-40
• 4.2 双馈风电机组模型与暂态分析方法40-48
• 4.2.1 双馈风机模型40-44
• 4.2.2 电力系统暂态分析方法44-48
• 4.3 实际算例分析48-58
• 4.3.1 风电接入电网后运行方式概述48-50
• 4.3.2 N-1预想事故集与监视设置50
• 4.3.3 风电基地出力下降50-51
• 4.3.4 山东电网N-1发电机组切除51-53
• 4.3.5 山东电网N-1发电厂切除53-54
• 4.3.6 宁东直流闭锁54-55
• 4.3.7 特高压线路N-1短路故障分析55-58
• 4.4 小结58-59
• 5 结论59-60
• 参考文献60-63
• 致谢63-64
• 学位论文评阅及答辩情况表64

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