恒速恒频风力发电系统并网运行研究

论文摘要

随着风电场规模的不断扩大,风电场并网运行对电网的影响愈加显著。因此,深入研究大型风电场接入电网对系统的影响成为进一步开发风电所要迫切解决的问题。本文以恒速恒频风力发电系统为研究对象,基于PSCAD/EMTDC仿真平台,并结合现场实际情况,对风电接入电网可能引起的系统稳定性等问题进行了详细的分析和研究。首先建立了恒速恒频风力发电系统的动态数学模型,为全文的研究奠定了理论基础。其次,应用PSCAD/EMTDC软件搭建了包含风电场的电力系统动态仿真模型,实现了恒速恒频风力发电系统的并网运行仿真分析,验证了仿真模型的正确性和有效性;最后结合实际风场,对风电场接入承德电网引起的电能质量以及电压稳定性等问题进行了仿真分析,给出了提高风电场并网运行稳定性的措施。

论文目录

• 中文摘要
• 英文摘要
• 第一章 绪论
• 1.1 课题背景和意义
• 1.2 国内外风力发电发展概况及前景
• 1.2.1 风力发电的优缺点
• 1.2.2 世界各国风力发电发展概况
• 1.2.3 我国风力发电的现状及发展前景
• 1.3 并网风力发电系统简介
• 1.3.1 恒速恒频风力发电系统的工作原理及特点
• 1.3.2 变速恒频风力发电系统的工作原理及特点
• 1.3.3 风力发电机组的并网控制
• 1.4 风力发电系统并网运行的主要问题及研究现状
• 1.4.1 风力发电机并网过程对电网的冲击
• 1.4.2 对电能质量的影响
• 1.4.3 对电网稳定性的影响
• 1.4.4 对保护装置的影响
• 1.5 论文主要内容
• 第二章 恒速恒频风力发电系统的动态数学模型
• 2.1 引言
• 2.2 恒速恒频风力发电系统的组成结构
• 2.3 风速模型
• 2.3.1 基本风
• 2.3.2 阵风
• 2.3.3 渐变风
• 2.3.4 随机风
• 2.3.5 典型风速的仿真
• 2.4 风力机模型
• 2.4.1 风能转换模型
• 2.4.2 传动机构模型
• 2.4.3 桨距角控制模型
• 2.5 异步电机模型
• 2.6 补偿电容器模型
• 2.7 风电场等效模型
• 2.8 本章小结
• 第三章 恒速恒频风力发电系统并网运行仿真分析
• 3.1 引言
• 3.2 PSCAD 仿真软件简介
• 3.3 PSCAD 仿真模型
• 3.3.1 风速模型
• 3.3.2 风力机模型
• 3.3.3 鼠笼型异步电机模型
• 3.4 仿真系统描述
• 3.4.1 算例系统描述
• 3.4.2 参数设置
• 3.5 仿真内容及仿真结果
• 3.5.1 风速扰动情况
• 3.5.2 故障情况
• 3.6 本章小结
• 第四章 大型风电场并网对承德电网运行的影响研究
• 4.1 承德电网简介
• 4.2 风电场概况
• 4.3 仿真计算条件
• 4.4 风电场接入对电网电能质量的影响研究
• 4.4.1 平均风和阵风综合作用下的分析
• 4.4.2 平均风和渐变风综合作用下的分析
• 4.5 风电场接入对电网电压稳定性的影响研究
• 4.5.1 仿真计算与分析
• 4.5.2 提高电压稳定性的策略与措施
• 4.6 本章小结
• 第五章 总结与展望
• 5.1 全文总结
• 5.2 工作展望
• 参考文献
• 致谢
• 附录
• 在学期间发表的学术论文和参加科研情况