大规模风电并网电压稳定性研究

【摘要】：风电是洁净的可再生能源，大力开发可再生能源是合理调整电源结构的需要，是我国能源发展战略的重要组成部分，也是缓解日益严峻的环境保护压力的有效措施。但是风电在带来可再生清洁能源的同时，还具有不可控制性，并且风电场向电力系统输送有功功率的同时，还吸收大量的无功功率，这使得大规模风电并网运行，会对系统的电压稳定性产生深远的影响。 本文重点讨论了大规模风电并网运行对静态电压稳定性的影响，主要完成了一下工作： 1.深入探讨了现有包含风电场潮流计算方法，并且比较了这些方法的优缺点，在此基础上确定了以异步风机为主的风电场潮流计算模型； 2.深入分析了上述确定的风电场模型对注入空间静态电压稳定域的影响； 3.利用连续性潮流，快速追踪到P-V曲线鞍结分岔点，并通过聚类分析法，将所追踪到的系统临界点归类为若干聚类中心，并以此张成若干切平面用以近似描述注入空间静态电压稳定域边界； 4.在此基础上，通过IEEE57节点系统验证了，不同风速下用切平面近似的静态电压稳定域边界与真实边界拟合度非常高，并且计算了的负荷裕度误差。进一步说明此方法可用于含风电场的电力系统在线电压稳定监控，具有良好的工程应用前景。最后，利用Kp参数，验证了系统具有较高的电压稳定性。 【关键词】：风电并网 连续性潮流 静态电压稳定域 负荷裕度
【学位授予单位】：天津大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2012
【分类号】：TM712;TM614
【目录】：

• 摘要3-4
• 英文摘要4-6
• 第一章 绪论6-13
• 1.1 引言6-7
• 1.2 电力系统静态电压稳定性7-11
• 1.2.1 电压稳定性概述7-8
• 1.2.2 电压不稳定机制及其防范措施8-9
• 1.2.3 静态电压稳定性分析方法9-11
• 1.3 大型风电场接入对电力系统的影响11-12
• 1.4 本文主要工作12-13
• 第二章 静态电压稳定域的概念及其求解方法13-16
• 2.1 静态电压稳定域的概念13
• 2.2 静态电压稳定域的求解方法13-14
• 2.3 连续性潮流14
• 2.4 聚类分析方法14-15
• 2.5 小结15-16
• 第三章 大型风电场建模16-22
• 3.1 风力发电机的基本概念与典型数学模型16-19
• 3.1.1 风机的基本概念16-17
• 3.1.2 异步风机的数学模型17-19
• 3.2 大型风电场潮流计算模型19-21
• 3.2.1 现有含风电场潮流计算方法19-20
• 3.2.2 本文采用的含风电场潮流计算方法20-21
• 3.3 小结21-22
• 第四章 含风电场的电压稳定域边界求解22-44
• 4.1 静态电压稳定域边界的近似22-26
• 4.1.1 静态电压稳定域边界切平面解析式推导22-24
• 4.1.2 结合聚类分析描述电压稳定域边界24-26
• 4.2 算例分析26-43
• 4.2.1 静态电压稳定域边界的近似26-30
• 4.2.2 系统负荷裕度30-33
• 4.2.3 K_p 值分析33-35
• 4.2.4 异步风机与双馈风机对静态电压稳定域影响比较35-42
• 4.2.5 结果讨论42-43
• 4.3 小结43-44
• 第五章 总结与展望44-45
• 参考文献45-48
• 发表论文和参加科研情况说明48-49
• 致谢49

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