风电集中接入地区的孤网运行分析

【摘要】：风力发电作为当今世界可再生能源开发领域中技术最为成熟、最具开发潜力的发电形式,越来越受到世界各国的重视。然而,大量风电在提供清洁能源的同时也为系统的调度运行、安全稳定带来了诸多不利影响。因此,展开风电并网相关问题的理论研究并针对实际系统进行仿真分析显得十分迫切。本课题针风电集中接入地区的孤网调峰调频、稳定性分析和风险评估等问题,建立了完整的数学模型和算法,并通过对辽宁某地区孤立电网的计算和分析,确定了以提高含风电系统运行安全稳定性为目的相关安稳措施。本论文的研究工作取得了以下创新性成果： (1)对目前较为成熟的双馈风力发电机组动、静态模型及有功出力特性进行了适当改进。其中,动态模型的机械部分采用双质量块模型,充分考虑了风力机与发电机之间的转速差；风电场有功输出特性充分考虑了地形、地表粗糙度以及尾流效应等因素对风速的影响。 (2)对规划水平年风电场出力及负荷时序曲线进行模拟,引入等效负荷的概念,量化了并入风电后电网对调峰调频容量及速度的需求,给出了风电并网条件下以提高常规机组攀峰响应能力为目标的新型滚动开机优化策略。 (3)通过静态仿真与动态仿真相结合的方式,分析了大规模风电集中接入对孤立电网静态电压稳定及大扰动暂态稳定的影响。 (4)根据风电的出力特点从4个方面对传统的风险评估方法和指标进行了改进,以辽宁某地区电网作为算例,从宏观和微观两个角度评估了系统在并入风电后的运行风险。 【关键词】：风电并网 调峰调频 稳定性分析 风险评估
【学位授予单位】：华北电力大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2013
【分类号】：TM614
【目录】：

• 摘要5-6
• Abstract6-9
• 第1章 绪论9-15
• 1.1 课题背景及研究意义9
• 1.2 国内外风能资源概述9-10
• 1.3 国内外风力发电的发展10-11
• 1.4 国内外相关领域的研究成果11-13
• 1.5 本文主要工作13-15
• 第2章 双馈异步风力发电机组的模型及输出特性15-23
• 2.1 双馈异步风力发电机组的模型15-21
• 2.1.1 基本结构及工作原理15-16
• 2.1.2 静态模型16-17
• 2.1.3 动态模型17-21
• 2.2 双馈异步风力发电机组的有功输出特性21-22
• 2.2.1 单台风机的有功输出特性21
• 2.2.2 风电场的有功输出特性21-22
• 2.3 本章小结22-23
• 第3章 风电集中接入地区的孤网调峰调频分析23-34
• 3.1 风电场有功出力曲线的模拟23-26
• 3.2 孤网负荷曲线的模拟26
• 3.2.1 实际负荷曲线26
• 3.2.2 等效负荷曲线26
• 3.3 风电对孤网调峰调频影响的量化分析26-29
• 3.3.1 负荷峰谷差量化分析27-28
• 3.3.2 单位时间负荷波动量化分析28-29
• 3.4 新型风、火电联合滚动开机优化策略29-33
• 3.4.1 滚动开机优化策略模型30-32
• 3.4.2 算例分析32-33
• 3.5 本章小结33-34
• 第4章 风电集中接入地区的孤网稳定性仿真分析34-42
• 4.1 风电集中接入地区的孤网稳定性仿真数学模型34-35
• 4.2 仿真系统35-37
• 4.2.1 风电场模型35
• 4.2.2 网络参数35-37
• 4.3 仿真结果与分析37-41
• 4.3.1 静态电压稳定分析37-38
• 4.3.2 大扰动暂态稳定分析38-41
• 4.4 本章小结41-42
• 第5章 风电集中接入地区的孤网运行风险评估42-54
• 5.1 风电出力水平的概率统计42-44
• 5.2 运行风险评估中的自动装置44-45
• 5.2.1 继电保护装置44
• 5.2.2 备用电源自投装置44-45
• 5.3 故障状态的选取45-46
• 5.3.1 贝叶斯网络的基本原理45
• 5.3.2 基于贝叶斯网络的连锁故障搜寻方法45-46
• 5.3.3 连锁故障的终止条件46
• 5.4 风险指标体系的确立46-48
• 5.5 算法流程48-50
• 5.6 算例分析50-53
• 5.6.1 电网基本参数50
• 5.6.2 系统级运行风险指标分析50-52
• 5.6.3 元件级运行风险指标分析52-53
• 5.7 本章小结53-54
• 第6章 结论54-56
• 参考文献56-60
• 攻读硕士学位期间发表的论文及其它成果60-61
• 致谢61

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