含风电的新疆某地区电网电压稳定性研究

【摘要】：随着风力发电技术的发展和政府对新能源发电的支持,风电穿透功率越来越大,风电接入对系统电压稳定性的作用和影响也越来越大。特别是风资源丰富的地区,往往处在主电网的边缘,与主电网的传输距离长,当地区负荷相对分散而其网架结构又相对薄弱时,风电对该地区电网的电压稳定性影响就比较明显了。 论文建立了风速的四分量模型、风力机的叶片和传动机构模型、风电机组的控制系统模型、普通异步风力发电机和双馈异步风力发电机的静态暂态数学模型;在PSASP仿真平台上建立新疆某一地方电网模型,仿真计算风电场接入系统前后的稳态电压分布,并结合PV曲线法和裕度指标分析普通异步风力发电机组风电场和双馈异步风力发电机组风电场接入系统后的静态电压稳定性;分析所建立的新疆某地区电网的网络特性,运用时域仿真法分析普通异步风力发电机组和双馈风力发电机组风电场接入后的暂态电压稳定性,并仿真分析了风电场负荷波动、渐变风、阵风等扰动对系统暂态电压稳定性的影响;最后探讨了SVC、STATCOM对含普通异步风力发电机组风电场系统电压稳定性的影响。 仿真结果表明普通异步风力发电机组风电场接入该地区电网在一定程度上能改善系统稳态电压过高的现状,降低系统的功率损耗。双馈风力发电机组不需要从系统吸收无功功率,且它能够在一定程度上进行无功调节,因此无论是静态电压稳定性还是暂态电压稳定性都要好于普通异步风力发电机组风电场,这与仿真结果得出的结论一致。而SVC、STATCOM等动态无功补偿装置能够提高普通异步风力发电机组风电场的暂态电压稳定性。 【关键词】：风电场 电压稳定 PV曲线法 时域仿真法 STATCOM
【学位授予单位】：新疆大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2011
【分类号】：TM712
【目录】：

• 摘要3-4
• Abstract4-8
• 第一章 绪论8-16
• 1.1 研究的目的与意义8
• 1.2 风力发电技术的发展8-10
• 1.3 并网风电引起电压稳定的研究现状10-14
• 1.3.1 电压稳定性的定义及分类10-11
• 1.3.2 并网风电场模型建立11-13
• 1.3.3 风电场并网系统电压稳定分析方法13-14
• 1.4 本文的主要工作14-16
• 第二章 风力发电系统数学模型16-31
• 2.1 风速模型16-18
• 2.2 风力机模型18-22
• 2.2.1 叶片模型18-19
• 2.2.2 传动系统模型19-20
• 2.2.3 控制系统模型20-22
• 2.3 普通异步发电机模型22-26
• 2.3.1 普通异步发电机稳态模型22-25
• 2.3.2 普通异步发电机暂态模型25-26
• 2.4 双馈感应发电机模型26-30
• 2.4.1 双馈感应发电机稳态模型27-28
• 2.4.2 双馈感应发电机暂态模型28-30
• 2.5 小结30-31
• 第三章 风电场接入新疆某地区电网静态电压稳定性研究31-44
• 3.1 静态电压稳定分析机理31-33
• 3.2 风电接入新疆某地区电网静态电压稳定性仿真研究33-43
• 3.2.1 新疆某地区电网网架结构及特点33-35
• 3.2.2 风电接入新疆某地区电网后的稳态电压分布35-37
• 3.2.3 不同风力发电机组风电场对静态电压稳定性的影响37-43
• 3.3 小结43-44
• 第四章 风电场接入新疆某地区电网暂态电压稳定性研究44-56
• 4.1 暂态电压稳定性分析机理44-46
• 4.1.1 普通异步风力发电机暂态电压稳定44-46
• 4.1.2 双馈风力发电机暂态电压稳定46
• 4.2 风电接入新疆某地区电网暂态电压稳定性仿真研究46-55
• 4.2.1 电网网络特性对暂态电压稳定性的影响47-48
• 4.2.2 风电场负荷变化对暂态电压稳定性的影响48-49
• 4.2.3 风速扰动对系统暂态电压稳定性的影响49-51
• 4.2.4 含风电系统发生三相短路故障的暂态电压稳定性51-55
• 4.3 小结55-56
• 第五章 风电场电压稳定性控制措施探讨分析56-61
• 5.1 无功补偿装置模型56-59
• 5.1.1 风力发电机组机端并联电容器组模型56-57
• 5.1.2 静止无功补偿器SVC 的模型57-58
• 5.1.3 静止同步补偿器STATCOM 模型58-59
• 5.2 无功补偿对电压稳定分析59-60
• 5.3 小结60-61
• 第六章 结论与展望61-63
• 6.1 结论61-62
• 6.2 展望62-63
• 参考文献63-67
• 攻读硕士学位期间发表的论文67-68
• 致谢68

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