计及风电并网的地区电网电压水平分析

【摘要】：随着风力发电技术的迅速发展,风电场规模和单机容量不断增加,风电接入对电网电压水平的影响也越来越大。我国风电场通常需要通过长距离传输电能,同时风电接入的地区电网通常网架结构相对薄弱,规模相对较小,负荷不重。因此,地区电网的电压水平很容易受到风电接功率波动的影响。论文以风速、风机和风力发电机等数学模型为基础,对电网的电压水平进行了计算并分析了地区电网电压水平受风电功率波动的影响机理；基于PSAT仿真软件,分析地区电网某些节点在不同风电输出功率下的电压波动特性,并对相同风电输出功率下各节点电压水平进行对比分析。通过潮流计算,得出各节点在不同风电功率下的最低电压,对比分析地区电网各节点在不同输出功率下的最低电压；针对电压波动仿真结果,在母线处加设静止无功补偿装置SVC,分析其对风电接入地区电压水平的改善作用。论文以一个实际的地区电网为算例,分析了风电接入对地区电网的影响及加装静止无功补偿器SVC的效果。仿真结果表明,风电场的风电输出功率为初始值时,地区电网电压水平受到一定的影响,并不影响系统稳定运行,当风电输出功率持续增加到原来的1.2倍时,电压水平急剧下降,最低电压会达到越限值。论文的研究成果为风电接入泗洪地区电网提供了理论支撑及应用参考。 【关键词】：风电场 电压水平 等值模型 仿真分析 无功补偿
【学位授予单位】：东南大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2015
【分类号】：TM614;TM727.2
【目录】：

• 摘要4-5
• Abstract5-8
• 第一章 绪论8-15
• 1.1 选题的背景和意义8-9
• 1.2 风电产业发展现状和趋势9-13
• 1.2.1 国内外风力发展概况9-12
• 1.2.2 风力发电技术的总趋势研究现状12-13
• 1.3 泗洪电网的现状分析13
• 1.4 风电并网对电压影响的理论研究现状13-14
• 1.4.1 电压稳定的定义及分类13
• 1.4.2 风电场并网对泗洪电网电压影响的分析方法13-14
• 1.5 本文主要工作14-15
• 第二章 风力发电系统数学模型15-29
• 2.1 风速模型15-17
• 2.2 风力机模型17-20
• 2.2.1 叶片模型18
• 2.2.2 传动系统模型18-19
• 2.2.3 控制系统模型19-20
• 2.3 普通异步发电机模型20-24
• 2.3.1 普通异步机稳态模型20-23
• 2.3.2 普通异步发电机暂态模型23-24
• 2.4 双馈感应发电机模型24-28
• 2.4.1 双馈感应发电机稳态模型25-26
• 2.4.2 双馈感应发电机暂态模型26-28
• 2.5 小结28-29
• 第三章 风电场建模29-40
• 3.1 引言29
• 3.2 并网运行风机风速-功率曲线29-34
• 3.2.1 两种风速-功率特性曲线对比30-32
• 3.2.2 联网运行机组的风速-功率特性曲线32-34
• 3.3 基于平均风速的风电场整体模型34-38
• 3.3.1 风电场的等效风速36-38
• 3.3.2 风电场的等值模型38
• 3.4 小结38-40
• 第四章 风电场接入地区电网电压影响分析40-54
• 4.1 风电系统电压水平分析方法40
• 4.2 实际电网算例分析40-43
• 4.2.1 A地区系统简介40-41
• 4.2.2 风电功率曲线分析41-43
• 4.3 静态电压影响分析43-52
• 4.3.1 特定风电输出功率对各节点电压影响分析44-50
• 4.3.2 不同风电输出功率下各节点母线电压波动对比50-52
• 4.4 小结52-54
• 第五章 改善风电接入地区电网电压水平研究54-59
• 5.1 静止无功补偿器SVC的模型54
• 5.2 无功补偿装置对电压水平影响分析54-57
• 5.3 国家电网风电电压运行准则57
• 5.4 小结57-59
• 总结与展望59-60
• 参考文献60-63
• 致谢63

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