风电系统电压稳定性研究及系统中的分岔现象

【摘要】： 随着并网风电场容量和规模的扩大,其对常规电力系统的影响也越来越明显。风电并网对电力系统的影响已成为电力系统稳定性研究的一个重要领域。为了揭示含风电场电力系统电压稳定性的机理以及由于风电注入引起系统电压稳定性和解的结构变化过程,本文在风电场静态和动态数学模型的基础上,应用电压稳定性理论和分岔理论对含风电场(由恒速恒频机组构成)的电力系统电压稳定性进行了研究。论文的主要研究内容及结论有: 1)、在风力发电机π型等值电路的基础上,利用加权求和法建立风电场的等值机模型,计及风电场异步发电机静态功率电压特性和功率增长规律,结合连续潮流算法和直接法的基本原理确定含风电电力系统的连续潮流算法和直接算法。连续潮流算法能够大范围追踪系统的平衡解流形,提供电压稳定性的详细信息,直接算法能够快速准确地确定系统鞍结分岔点。 2)、以风电场的等值机模型并入多机电力系统为研究对象,采用连续潮流算法和直接算法相结合,对多机电力系统静态电压稳定性进行研究。仿真研究表明:风电机械功率的注入引起无功需求的增加。这种增加需要发电机节点和平衡节点提供强有力的无功支持;机端并联电容器组所提供的无功补偿能显著提升等值机低压侧和风电场并网点电压水平,提高了功率注入极限;同时,无功补偿提高了鞍结分岔点的电压水平,延缓了鞍结分岔的发生。 3)、应用模态分析技术对含风电电力系统电压稳定性进行分析,揭示了导致含风电场的电力系统电压失稳的机理,为风电场并网点的选择及系统无功备用提供了理论依据。 4)、建立了适合于风电系统分析的电容动态补偿的数学模型。以风力发电机和电容补偿动态模型为基础,对含风电的简单电力系统进行了分岔分析,在扩展潮流方程的可行解域能够追踪到鞍结分岔和动分岔(Hopf分岔),并且具有较高的计算精度。 【关键词】：风电场 电压稳定 连续潮流 直接法 模态分析 鞍结分岔 Hopf分岔
【学位授予单位】：天津理工大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2008
【分类号】：TM712
【目录】：

• 摘要5-6
• Abstract6-10
• 第一章 绪论10-23
• 1.1 风力发电发展概况10-16
• 1.1.1 世界风力发电发展概况10-12
• 1.1.2 我国风力发电发展概况12-13
• 1.1.3 风电场及风力发电机组13-15
• 1.1.4 大型风电场并网运行的特点15-16
• 1.2 风力发电并网运行的研究现状16-18
• 1.3 电力系统电压稳定性研究现状18-21
• 1.3.1 电压稳定定义与分类18-19
• 1.3.2 电压稳定分析方法19-21
• 1.4 分岔与电力系统电压稳定21
• 1.5 本文的研究内容及主要工作21-23
• 第二章 分岔理论在电力系统中的应用简介23-28
• 2.1 非线性动力学理论23-24
• 2.1.1 平衡点的稳定性23-24
• 2.1.2 极限环及其稳定性24
• 2.1.3 系统的结构稳定性与分岔理论24
• 2.2 基于电力系统DAE 模型的分岔理论应用24-27
• 2.2.1 电力系统的DAE 模型24-25
• 2.2.2 鞍结分岔25-26
• 2.2.3 Hopf 分岔26
• 2.2.4 受约束DAE 系统的两种局部分岔26-27
• 2.2.5 电力系统中的Fold 分岔与SNB 分岔27
• 2.3 小结27-28
• 第三章 含风电场的电力系统静态电压稳定性分析28-53
• 3.1 静态电压稳定分析中的风电场数学模型28-31
• 3.1.1 风力机的数学模型28-29
• 3.1.2 异步风力发电机的数学模型29-30
• 3.1.3 风电场的等值30-31
• 3.2 常规连续潮流算法和直接算法31-37
• 3.2.1 常规连续潮流算法32-35
• 3.2.2 直接算法简介35-37
• 3.2.3 小结37
• 3.3 含风电场等值模型的连续潮流算法37-40
• 3.3.1 含控制参数的风电系统静态稳定性分析的数学模型37-38
• 3.3.2 连续潮流算法公式的修正38-40
• 3.4 含风电场等值模型的SNB 算法40-44
• 3.5 程序流程图44-47
• 3.6 含风电场电力系统的算例分析47-52
• 3.6.1 算例系统描述47-48
• 3.6.2 风电机组机端无并联补偿48-50
• 3.6.3 风电机组机端并联电容补偿50-52
• 3.7 分岔分析52
• 3.8 小结52-53
• 第四章 含风电场的电力系统动态电压稳定性分析53-63
• 4.1 稳定性研究的理论基础53-54
• 4.2 含风电场电力系统的动态数学模型及其参数化54-56
• 4.3 平衡解流形的追踪56-57
• 4.4 含风电场电力系统的算例分析57-62
• 4.4.1 算例系统描述57-58
• 4.4.2 仿真分析58-62
• 4.5 小结62-63
• 第五章 含风电场的电力系统电压稳定性的模态分析63-68
• 5.1 模态分析的理论基础63-65
• 5.1.1 常规潮流方程降阶雅可比矩阵的模态分析63-64
• 5.1.2 含等值风电场模型的模态分析矩阵64-65
• 5.2 含风电场电力系统的算例分析65-67
• 5.3 小结67-68
• 第六章 结论与展望68-70
• 参考文献70-77
• 附录A77-79
• 附录B79-80
• 附录C80-81
• 发表论文和科研情况说明81-82
• 致谢82-83

您可以在本站搜索以下学术论文文献来了解更多相关内容

上海两个新建海上风电场获批    

昌邑风电场一期工程项目获核准    王磊;

骑龙山、羊雄山风电场获准开工    

大河西风电场记事    杨明;

丹麦拟建设世界最大海上风电场    舒萍;

征稿启事    

海上风电技术起航──记一次深入的英国海上风电考察    朱丹;

天津第一个风力发电场大神堂风电场2010年投产    刘长海;

东海大桥海上风电场完成全部机组安装    

风电场运检分离及集中定检工作探讨    侯昭湖;杨军;吴凤清;梁振飞;

靖边县龙洲乡风电场风能资源特征分析    何晓嫒;陈建文;王琦;雷杨娜;崔巍;

大理电网风电接入的分析    袁蓉;

风电场并网布局对系统稳定性的影响研究    乔建强;杨水丽;陈江涛;李蓓;

连云港沿海风电场近地层湍流强度特征分析    班欣;陈飞;祁欣;钱飞;曹开文;

沿海风电场近地层湍流强度特征分析    班欣;沙文钰;冯还岭;姜有山;祁欣;

中水白城风电发展有限公司查干浩特风电场49．5MW建设项目    

沿海风电场近地层湍流强度特征分析    班欣;冯还岭;李中林;姜有山;祁欣;

河北建投新能源有限公司河北康保卧龙山风电场建设项目    

风电场容量比对无功补偿容量的影响研究    栗然;张孝乾;唐凡;柯拥勤;

电力系统潮流计算中风电场节点的考虑方法    王伟胜;申洪;

江苏：建亚洲最大风电场    刘海

欧洲大型海上风电场给我们带来的经验    陆宇

潮南风电场工程获省发改委核准    记者 李岱娜

丹麦建成世界最大海上风电场    李新

又有5个风电场获省发改委开工计划    记者 邢传凯

象山风电建设风生水起    象山记者站 陈光曙　丁华 记者 王量迪

阿拉山口风电场安然度过两次强震    通讯员 韩海

3年再建13个风电场    记者 韩蕾

30万千瓦风电场开发项目落地双塔    记者 姜强

华电蔚州甄家湾风电场开工建设    张建荣　姜艳

大规模风电场群联网的源网协调性研究    崔杨

直驱式风电场动态等值建模研究    蔺红

风电场动态等值建模方法研究    苏勋文

风电场有功功率控制系统关键技术研究    郑刚

省级调度中心风电场调度管理技术支持系统关键问题研究    白永祥

基于混合储能的风电场实时功率调控系统研究    于芃

风电场并入电网的调控理论研究    王成福

含风电场电力系统优化运行研究    陈功贵

大型风电场接入电网的稳定性问题研究    迟永宁

内蒙古电网大规模风电入网的运行分析及调度方案设计    侯佑华

并网型风电场的短路电流计算及低电压穿越能力分析    李晓涛

风电接入对配电网的影响及对策研究    陆以军

含有储能设备的风电场并网运行相关问题研究    张飞

含大规模风电场的电网等值研究    谭娟

尼尔基风电场新建工程可行性研究    吴勇

大唐吉林向阳风电场风机布置方案及发电量研究    李钦伟

大型风电场接入电力系统暂态稳定性研究    蔡彦涛

含直驱机组风电场的电力系统电压稳定性研究    赵海岭

智能电网中分布式电源对改善配电网电能质量方面的应用研究    项喆

含风电场的电力系统频率稳定分析研究    张俊