风电并网及其穿透功率极限研究

【摘要】：风能是一种环保可再生能源。风力发电是目前风能最广泛的应用方式之一。但是风具有随机、难以受人工控制的自然特性,因此风电机组的出力也具有随机、不完全受人工控制的特性,这会对电网造成一些负面的影响。当风电容量较小时,这种负面影响不会很明显;可当风电容量在系统中的比例很大时,这种负面影响会威胁电网的安全稳定运行。因此,研究风电并网对系统的影响及系统风电穿透功率极限是很有实际意义的。本文主要研究了以下几方面: (1)阐述了风电场动态数学模型理论,在PSCAD/EMTDC中搭建了风速模型、风力机模型、传动系统模型和异步发电机模型,能准确客观地模拟风电场的实际运行特性。 (2)全面分析了风电场并网对系统造成的影响,重点仿真研究了其中的两个方面,分别是对正常运行电网的影响和对电网暂态电压稳定性的影响。通过仿真分析,可以看出风电场出力波动对正常运行系统的主要影响是频率的波动;当风电场容量增大时,其暂态电压稳定性会下降;风电场与只含同步发电机系统的暂态特性不同。 (3)综述了目前计算风电穿透功率极限的常用方法,并使用了动态仿真法计算了WSCC三机九节点系统节点四的风电穿透功率极限,得出制约系统风电穿透功率极限的主要因素是频率越界的结论。 【关键词】：风电场建模 风电并网影响 穿透功率极限 暂态电压稳定分析
【学位授予单位】：华中科技大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2009
【分类号】：TM614
【目录】：

• 摘要4-5
• ABSTRACT5-8
• 1 绪论8-16
• 1.1 选题背景8-9
• 1.2 国外风力发电的现状与发展9-11
• 1.3 我国风力发电的现状与发展11-12
• 1.4 风电对电网影响的研究现状12-13
• 1.5 系统风电穿透功率极限的研究现状13-14
• 1.6 论文主要工作及章节安排14-16
• 2 风力发电系统的数学模型16-26
• 2.1 风的数学模型16-18
• 2.2 风力机数学模型18-21
• 2.3 传动系统数学模型21-22
• 2.4 发电机数学模型22-25
• 2.5 本章小结25-26
• 3 风电场并网对电网的影响26-37
• 3.1 对电网的冲击26-27
• 3.2 对电网电压的影响27
• 3.3 对电网稳定性的影响27-29
• 3.4 风电场并网对电网影响的仿真研究29-36
• 3.5 本章小结36-37
• 4 系统风电穿透功率极限研究37-44
• 4.1 系统风电穿透功率极限的影响因素37-39
• 4.2 确定系统风电穿透功率极限的方法39-40
• 4.3 风电穿透功率极限计算算例研究40-43
• 4.4 本章小结43-44
• 5 全文总结44-45
• 5.1 全文总结44
• 5.2 有待进一步开展的工作44-45
• 致谢45-46
• 参考文献46-50
• 附录50

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