风电并网运行的频率稳定问题研究

【摘要】： 在能源与环境的双重压力下,风电作为洁净的可再生能源受到世界范围内的广泛关注。随着风电场规模和单机容量逐步增大,风电对接入电网的影响不容忽视,其中对电网频率稳定的影响十分值得关注。 首先,本文详细的对电力系统频率静态特性、动态特性及系统频率调节问题进行了分析研究,接下来在DIgSILENT/Power Factory中建立了不同风电机组的模型并就其频率响应特性进行研究分析,并对接入不同风电机组的风电场接入乌昌地区电网的频率响应特性进行仿真分析,结果表明基于普通感应电机的恒速风电机组在抑制系统频率变化方面优于变速风电机组;之后建立了负荷动态模型并通过短路故障和在不同负荷冲击影响下校验乌昌电网(含风电)的频率稳定,仿真结果表明在现有风电接入情况下不会对乌昌电网频率稳定造成太大影响;最后通过基于稳态频率约束时域仿真算法对乌昌电网的风电穿透功率等问题进行了仿真分析,结果表明在现有网架结构下,乌昌电网的风电穿透功率极限为11.03%。 【关键词】：频率响应特性 频率稳定 风电穿透功率 DIgSILENT/Power Factory
【学位授予单位】：新疆大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2010
【分类号】：TM614
【目录】：

• 摘要4-5
• Abstract5-8
• 第一章 绪论8-15
• 1.1 课题研究背景及意义8-10
• 1.2 国内外研究现状及发展趋势10-13
• 1.3 本文研究内容13-15
• 第二章 电力系统频率特性及频率控制15-22
• 2.1 电力系统频率控制的必要性15-16
• 2.2 电力系统的频率特性16-20
• 2.2.1 引言16
• 2.2.2 电力系统频率的静态特性16-17
• 2.2.3 电力系统频率的动态特性17-20
• 2.3 电力系统频率调整20-22
• 2.3.1 系统频率的一次调整20-21
• 2.3.2 系统频率的二次调整21
• 2.3.3 系统频率的三次调整21-22
• 第三章 基于频率稳定性的风力发电机组建模22-32
• 3.1 引言22
• 3.2 风力机模型22-23
• 3.3 普通恒速异步风力发电机组23-25
• 3.3.1 普通恒速异步风力发电机基本结构23-24
• 3.3.2 普通恒速恒频异步风力发电机工作原理24
• 3.3.3 普通恒速异步风力发电机数学模型24-25
• 3.4 双馈变速风力发电机组25-29
• 3.4.1 双馈变速风力发电机基本组成25-26
• 3.4.2 双馈变速风力发电机工作原理26-27
• 3.4.3 双馈变速风力发电机数学模型27-29
• 3.5 直驱永磁同步变速风力发电机组29-32
• 3.5.1 直驱永磁同步变速风力发电机基本结构29
• 3.5.2 直驱永磁同步变速风力发电机工作原理29-30
• 3.5.3 直驱永磁同步变速风力发电机数学模型30-32
• 第四章 并网型风电机组仿真分析32-36
• 4.1 引言32
• 4.2 仿真软件简介32-33
• 4.3 仿真系统33-34
• 4.4 仿真分析及结论34-36
• 4.4.1 仿真分析34-35
• 4.4.2 结论35-36
• 第五章 新疆局部电网频率问题研究36-59
• 5.1 引言36
• 5.2 新疆电网简介36-38
• 5.3 乌昌电网概况38-40
• 5.4 乌昌地区电网频率响应特性研究40-45
• 5.5 乌昌电网频率稳定性仿真分析45-50
• 5.6 频率约束下的风电极限穿透功率50-57
• 5.6.1 影响并网风电规模的因素50-51
• 5.6.2 衡量并网风电规模的指标51-53
• 5.6.3 研究并网风电规模的方法53-54
• 5.6.4 乌昌电网风电穿透功率极限研究54-57
• 5.7 结论57-59
• 第六章 结论与展望59-61
• 参考文献61-65
• 攻读硕士学位期间发表的论文65-66
• 致谢66

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