内蒙古电网大规模风电入网的运行分析及调度方案设计

【摘要】：本文针对内蒙古电网风电大规模入网的时间,研究了面临的主要问题:风电的随机性与波动性,对电网调整和调峰的影响;风电预测难度较大,无法进行中长期准确预测,导致电网运行方式安排困难;风电分布在电网末端,集中送出需要解决输电的电压和稳定控制;调度部门如何对风电进行有效控制;如何进行调度管理等,这些问题,也是中国新能源发展必须解决的问题。通过详细地分析和研究,发现了大规模风电入网的集聚效应和风电群的功率特点;提出了风电功率预测体系及应用;分析了风电机组无功特性和风电汇集站无功表现形式,提出了三级电压控制方法,实现风电无功功率的有效控制;对风电大规模入网的稳定特性进行了分析,发现了风电入网对电网电压稳定产生影响的特性和火电机组功角失稳的问题,提出了初步的解决方案;同时发现风机模型存在的不足,提出修改风机控制系统的控制策略,提高风机适网性的方法。 利用上述分析,开始建设内蒙古电网风电并网运行控制系统,完成了风电机组的AGC控制,实现风电有功功率的自动控制和参与电网调整的可行性;建立基于风电场-汇集站-电网的三级AVC控制系统,解决风电集群入网所带来的电压问题;提出了大规模风电入网的调度管理体系,对不同风电容量入网与电网方式安排提出有效建议;提出了风电运行必须建立有效的风险评估模式;设计了调度端的解决方案,一定程度上规避了风电波动性和随机性对电网的冲击;也提出了下一步需要继续研究的问题和研究方向。 本文针对内蒙古电网大规模风电入网实际,提出了整套的调度解决方案,该方案已开始实施,并取得成效。根据最新数据,内蒙古电网接纳风电的最大日电量接近6000万千瓦时,占全网发电量的15%,已接近国际先进水平,进一步证明整套方案的可行性。 【关键词】：风电场 负荷特性 电压控制 稳定分析 风险分析 调度模式
【学位授予单位】：天津大学
【学位级别】：博士
【学位授予年份】：2010
【分类号】：TM614
【目录】：

• 中文摘要3-4
• ABSTRACT4-8
• 第一章 绪论8-26
• 1.1 选题背景8-9
• 1.2 大规模风电接入对电网运行的影响9-20
• 1.2.1 风电功率的波动性问题9-13
• 1.2.2 风电对电网无功功率分布影响的问题13-14
• 1.2.3 风电大规模入网的稳定性问题14-17
• 1.2.4 风电大规模入网的输送与运行管理问题17-20
• 1.3 大规模风电入网现状及需要解决的问题20-25
• 1.3.1 风电迅猛发展势头强劲20-22
• 1.3.2 解决新能源入网需要澄清的几个概念22-24
• 1.3.3 大规模风电入网需要着重解决的几个问题24-25
• 1.4 总结25-26
• 第二章 大规模风电入网的运行特性研究26-107
• 2.1 大规模风电入网的有功特性分析27-46
• 2.1.1 风电做功风的研究27-29
• 2.1.2 研究大规模风电功率特性的数学方法选择29-31
• 2.1.3 大规模风电入网的功率波动性研究31-41
• 2.1.4 大规模风电入网的发电计划仿真41-44
• 2.1.5 关于风电有功功率波动特性的结论44-46
• 2.2 大规模风电入网的无功特性分析46-81
• 2.2.1 风电机组的无功特性分析47-58
• 2.2.2 风电场的无功电压特性分析58-70
• 2.2.3 风电汇集站的无功电压特性分析70-81
• 2.3 大规模风电入网的稳定特性分析81-106
• 2.3.1 大规模风电入网的动态仿真模型82-92
• 2.3.2 含有大规模风电场的内蒙古电网动态安全分析92-96
• 2.3.3 含有大规模风电场的内蒙古电网小干扰稳定分析96-101
• 2.3.4 异步风机和双馈风机动态稳定性对比101-105
• 2.3.5 分析结论105-106
• 2.4 总结106-107
• 第三章 大规模风电场入网的运行技术研究与应用107-130
• 3.1 大规模风电入网的功率预测技术分析与应用107-119
• 3.1.1 风电功率预测的方法分析108-112
• 3.1.2 风电功率预测的关键因素分析112-116
• 3.1.3 风电功率预测的应用分析116-119
• 3.2 大规模风电场的无功电压自动控制119-123
• 3.2.1 大规模风电入网的电压控制目标119-120
• 3.2.2 风电场的电压控制120-121
• 3.2.3 汇集站与风电场的协调控制121-122
• 3.2.4 全网的协调控制122-123
• 3.3 大规模风电入网后的全网低碳调度研究123-128
• 3.3.1 大规模风电入网的发电计划研究124-127
• 3.3.2 大规模风电入网的发电计划风险分析127-128
• 3.4 总结128-130
• 第四章 大规模风电入网的调度方案设计130-144
• 4.1 大规模风电入网的调度模式设计130-136
• 4.1.1 风电的波动性和随机性决定了风电只能作为替代能源130-132
• 4.1.2 国外对风电大规模入网的分析研究132-133
• 4.1.3 关于远距离大规模输送风电若干问题的研究133-134
• 4.1.4 大规模风电输送方式的选择134
• 4.1.5 大规模风电入网的调度模式设计134-136
• 4.2 风电调度支持系统－EMS系统的设计136-143
• 4.2.1 风电EMS系统的功能要求138-139
• 4.2.2 风电EMS系统的补充部分及标准要求139-140
• 4.2.3 风电EMS系统平台及设备配置140-141
• 4.2.4 内蒙古电网EMS系统的结构141-143
• 4.3 总结143-144
• 第五章 结论144-146
• 参考文献146-150
• 攻读博士学位期间发表的学术论文150-151
• 致谢151

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