风电并网协同仿真计算与分析

【摘要】：风能作为一种可再生无污染的绿色能源,已成为世界能源的重要组成部分。近年来,风力发电得到了迅猛发展,我国的风电场数目和装机容量也在快速增加,但随着风电并网容量的不断增加,风电并网对电网的电能质量和安全运行造成的影响越来越不容忽视,电压稳定问题已成为制约风电场并网容量的关键因素。研究风电并网对电压稳定性的影响以及由电压稳定决定的电网风电接入能力具有重要的理论意义和工程应用价值。 本文总结了风机的稳态数学模型和风电场并网模型,并完成了PSS/E下含风电场的电力系统仿真与潮流计算。论文采用实际算例,利用PSS/E下的风电并网仿真结果,结合灵敏度分析法和P-V曲线法,对比分析了不同风机类型、有无无功补偿、风电场出力大小对系统静态电压稳定性的影响,分析研究了由静态电压稳定决定的风电场的出力极限、220kV变电站和地区电网可接入的风电功率极限,风电场无功补偿容量的确定,以及含风电场的电力系统网络损耗计算等问题。 本文针对含风电场的电力系统进行的稳态仿真以及静态电压稳定性的分析为研究风电并网动态仿真,考虑包括负荷动态特性在内的其它因素,进一步分析大容量风电并网对电力系统稳定性的影响和无功补偿策略奠定了一定基础,论文具有较强的创新性和工程实用价值。 【关键词】：风电并网 静态电压稳定性 风电接入能力 PSS/E
【学位授予单位】：山东大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2012
【分类号】：TM744
【目录】：

• 摘要6-7
• ABSTRACT7-8
• 第一章 绪论8-14
• 1.1. 课题研究的意义8-10
• 1.1.1 国内外风力发展现状9-10
• 1.1.2 风电并网对电力系统的影响10
• 1.2. 电压稳定性概述10-12
• 1.2.1 背景与定义10-11
• 1.2.2 电压失稳及崩溃的机理11-12
• 1.3. 风电并网系统电压稳定性的研究现状12
• 1.4. 本课题的主要研究内容12-14
• 第二章 风电仿真模型14-18
• 2.1 风电机组的数学模型14-16
• 2.1.1 异步发电机稳态数学模型14-15
• 2.1.2 双馈感应发电机稳态数学模型15-16
• 2.2 风电场等值模型16
• 2.3 风电并网模型16-18
• 第三章 利用PSS/E进行仿真分析18-23
• 3.1 电力系统仿真软件PSS/E概述18-19
• 3.2 PSS/E仿真分析工作流程19
• 3.3 PSS/E潮流计算功能19-21
• 3.4 利用Python语言对PSS/E进行二次开发21-23
• 第四章 含风电场的电力系统静态电压稳定分析23-30
• 4.1 静态电压稳定分析方法23
• 4.2 静态电压稳定指标23-24
• 4.3 基于实例的静态电压稳定分析24-30
• 4.3.1 实际算例描述24-26
• 4.3.2 不同机组类型对电压稳定性的影响26-27
• 4.3.3 风电场无功补偿对电压稳定性的影响27-30
• 第五章 电网风电接入能力计算30-41
• 5.1 风电接入能力计算条件30-31
• 5.2 单个风电场的出力极限31-34
• 5.3 220kV变电站可接入风电功率极限34-39
• 5.3.1 变电站风电并网修改模型34-36
• 5.3.2 变电站可接入风电功率极限36-39
• 5.4 地区电网可接入风电功率极限39-41
• 第六章 风电场无功补偿容量与网络损耗的计算41-46
• 6.1 风电场无功补偿容量的确定41
• 6.2 含风电场的电力系统网络损耗计算41-46
• 6.2.1 网损计算条件41-42
• 6.2.2 基于实例的网络损耗计算42-44
• 6.2.3 网损治理44-46
• 第七章 用户界面功能与说明46-49
• 7.1 风电并网仿真分析计算界面46-47
• 7.2 计算结果显示47-49
• 7.2.1 各风电场出力极限及需配置的无功补偿47-48
• 7.2.2 网损率计算结果48-49
• 第八章 结论与展望49-52
• 8.1 结论49-50
• 8.2 展望50-52
• 致谢52-53
• 参考文献53-57
• 攻读硕士学位期间所发表的论文与专利等成果57-58
• 学位论文评阅及答辩情况表58

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