风电接入对新疆局部电网电压稳定性的影响研究

【摘要】： 随着风电迅速发展,风电场规模和单机容量越来越大,风电对接入的电网的影响不容忽视。而往往风资源丰富的地区大多电网不够强壮,加之风电自身故有的无功特性(吸收或者不发无功),而电压稳定性与系统的无功有很强的相关性,因此风电接入对电网电压稳定性的影响显得尤为突出。 本文建立了基于普通异步发电机的恒速恒频风电机组与基于双馈感应发电机的变速恒频风电机组的模型;从理论上分析了风电场对接入电网电压水平影响的机理;分别使用P～V、V～Q曲线分析方法结合新疆局部电网对基于普通异步发电机的恒速风电机组构成的风电场与基于双馈感应发电机的变速恒频风电机组构成的风电场接入电网后的静态电压稳定性进行了仿真计算和比较;并对这两种不同类型机组构成的风电场接入电网后的暂态电压稳定性通过时域仿真的方法结合新疆局部电网进行了分析研究,给出了风电场不同出力情况下的故障极限切除时间;研究了SVC和STATCOM动态无功补偿装置对异步机风电场暂态电压稳定性的影响;最后对风电场低电压穿越能力进行了探讨性的研究。 通过研究表明无论从静态方面还是暂态方面基于双馈感应发电机的变速恒频风电机组构成的风电场接入电网的电压稳定性都要优于基于普通异步发电机的恒速风电机组构成的风电场,装设了SVC和STATCOM的异步机风电场的暂态电压稳定性也会有很大改善。本文对风电接入对新疆局部电网静态电压稳定性和暂态电压稳定性的影响都给出了量化的指标。这为今后新疆局部电网接入大型风电场的研究提供了参考依据。 【关键词】：风电场 新疆局部电网 电压稳定性 动态无功补偿 低电压穿越
【学位授予单位】：新疆大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2009
【分类号】：TM712
【目录】：

• 摘要3-4
• Abstract4-8
• 第一章 绪论8-17
• 1.1 选题的目的和意义8-11
• 1.1.1 国内外风电发展概况9-10
• 1.1.2 风电接入电网的电压稳定性问题10-11
• 1.2 国内外研究现状11-16
• 1.2.1 潮流计算中风电场节点的处理方法11-13
• 1.2.2 含风电电力系统静态电压稳定性的分析方法13-14
• 1.2.3 含风电电力系统暂态电压稳定性的分析方法14
• 1.2.4 动态无功补偿设备对含风电电力系统电压稳定性的影响14-15
• 1.2.5 对风力发电机组的低电压穿越能力的探讨15-16
• 1.3 本文的主要工作16-17
• 第二章 风电场的数学模型17-33
• 2.1 风速模型17-18
• 2.2 风力机模型18-21
• 2.2.1 叶片18-19
• 2.2.2 桨距控制模型19-20
• 2.2.3 风力机传动部分模型20-21
• 2.3 普通异步发电机模型21-25
• 2.3.1 普通异步发电机静态模型21-24
• 2.3.2 普通异步发电机暂态模型24-25
• 2.4 双馈感应发电机模型25-30
• 2.4.1 双馈感应发电机静态模型26-29
• 2.4.2 双馈感应发电机暂态模型29-30
• 2.5 基于普通异步机的恒速风电机组模型30-31
• 2.6 基于双馈感应电机的变速风电机组模型31-33
• 第三章 风电接入对新疆局部电网静态电压稳定性的影响33-46
• 3.1 风电场对接入电网电压水平的影响分析33-36
• 3.1.2 异步机风电场对接入电网电压水平的影响35
• 3.1.3 基于双馈感应电机的变速风电机组构成风电场的对接入电网电压水平的影响35-36
• 3.2 风电系统的静态电压稳定性分析方法36-37
• 3.2.1 P-V 曲线法36
• 3.2.2 V-Q 曲线法36-37
• 3.3 实际电网仿真研究37-46
• 3.3.1 研究系统简介37-38
• 3.3.2 仿真结果及分析38-44
• 3.3.3 不同风电机组构成的风电场接入比较44-46
• 第四章 风电接入对新疆局部电网暂态电压稳定性的影响46-55
• 4.1 恒速风电机组暂态电压稳定46-49
• 4.1.1 异步发电机的暂态电压稳定性分析46-49
• 4.2 变速风电机组暂态电压稳定49-51
• 4.2.1 转子侧变频器暂态电压控制模型49-50
• 4.2.3 变速风电机组桨距角控制模型50-51
• 4.3 实际电网仿真研究51-55
• 4.3.1 研究系统简介51
• 4.3.2 仿真结果及分析51-55
• 第五章 动态无功补偿装置对含风电系统暂态电压稳定性的影响55-61
• 5.1 动态无功补偿设备（SVC、STATCOM）的模型55-59
• 5.1.1 SVC 的模型55-57
• 5.1.2 STATCOM 的模型57-59
• 5.2 实际电网仿真研究59-61
• 5.2.1 研究系统简介59
• 5.2.2 仿真结果及分析59-61
• 第六章 风电场低电压穿越能力的探讨61-65
• 6.1 基于普通异步发电机的恒速风电机组的LVRT 实现方法探讨62
• 6.2 基于双馈感应发电机的变速风电机组的LVRT 实现方法探讨62-65
• 第七章 结论与展望65-67
• 7.1 结论65-66
• 7.2 展望66-67
• 参考文献67-73
• 攻读硕士学位期间发表的论文73-74
• 致谢74

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