地区电网接纳海上风电能力研究

【摘要】：我国目前探明可开发的海上风电资源是陆地风电资源的3倍,海上风电资源的开发与利用具有广阔的前景。相对于陆上风电,海上风电场具有其独特的优势,比如风能资源品质高、土地资源占用少、对环境影响小、可以直接入负荷中心、消纳相对容易等特点。根据国家“十二五”可再生能源的规划,未来我国的海上风电发展开始进入加速发展期。在这种背景下,研究海上风电场对地区电网的影响成为一个急需解决的重要课题。论文主要研究海上风电接入对地区电网的影响,对于具有较大海上风电发展前景的沿海地区电网更科学的接入风电具有指导意义。本文进行了如下研究：(1)介绍双馈异步发电机及变速恒频运行的数学模型。建立风力发电系统的数学模型和风电场系统的模型。在Digsilent/Power Factory软件中搭建风电场模型,包括风速模型、风力机模型、齿轮箱模型和异步发电机模型,通过这些模型的建立,模拟海上风电场的实际运行,用于海上风电场并网运行的稳态和暂态研究。(2)阐述海上风电场3种并网系统及其运行机理。在Matlab中对高压交流并网的输电系统进行数学建模,主要包括电缆的充电功率数学模型和电能沿长线传输的数学模型。(3)简单介绍海上风电场输电系统的常用无功补偿方式,并对补偿容量进行定量分析。通过在Digsilent中的仿真计算研究不同补偿容量下海上风电场输电系统的传输功率极限,研究电缆充电功率对电缆传输功率极限的影响。(4)研究功率沿长线传输对地区电网风电最大接入容量的影响,以可接入风电容量最大为目标,确定系统能接入风电的最大容量并对接入海上风电场的电网系统进行暂态稳定性分析。 【关键词】：海上风电 双馈感应发电机 海底电缆 充电功率 稳定性
【学位授予单位】：广东工业大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2015
【分类号】：TM614
【目录】：

• 摘要4-5
• ABSTRACT5-7
• 目录7-9
• CONTENTS9-11
• 第一章 绪论11-18
• 1.1 课题背景及意义11-12
• 1.2 国内外研究现状12-16
• 1.2.1 国内外海上风电发展现状12-13
• 1.2.2 国内外海上风电场并网方式发展现状13-16
• 1.3 论文主要研究内容16-18
• 第二章 海上风力发电系统与并网系统18-29
• 2.1 风的数学模型18-19
• 2.2 海上风电场的双馈感应发电机组19-24
• 2.3 海上风电场HVAC并网系统24
• 2.4 输电线路充电功率24-25
• 2.5 输电线路沿长线功率传输25-29
• 第三章 考虑海底电缆充电功率的风电场并网系统传输功率极限29-40
• 3.1 电能质量的基本概念29-30
• 3.2 电力系统的输电能力30-31
• 3.3 海上风电场并网系统的无功补偿31-35
• 3.3.1 海上风电场的无功损耗31-32
• 3.3.2 双馈感应发电机的无功功率32-33
• 3.3.3 针对风电场的无功补偿33-34
• 3.3.4 一端补偿方式34
• 3.3.5 两端齐补方式34-35
• 3.4 算例分析35-39
• 3.5 本章小结39-40
• 第四章 地区电网风电接入最大容量研究40-59
• 4.1 衡量风力发电规模的指标40-41
• 4.2 影响地区电网风电接入最大容量的主要因素41-43
• 4.3 确定电网风电接入的最大容量的主要分析方法43-45
• 4.4 沿长线传输实用模型45-46
• 4.5 考虑海上风电场沿长线传输的最大注入容量46-48
• 4.6 算例分析48-55
• 4.7 风电接入后对电网电压稳定的影响55-58
• 4.8 本章小结58-59
• 结论与展望59-61
• 1. 结论59-60
• 2. 展望60-61
• 参考文献61-65
• 攻读学位期间发表的论文65-66
• 攻读学位期间参加的科研项目66-68
• 致谢68

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