大量风电并网后华北电网适应性的研究

论文摘要

作为一种可永久续用的清洁能源,风能得到了越来越多的重视,然而由于风速的不可控性且难以准确预测,风力发电具有很强的随机性,风电场出口母线降低到一定程度时发电机会表现出与稳态时不同的运行状态甚至脱网运行。因此,准确的分析并网运行的双馈型风力发电机组对电网安全稳定运行的影响是十分必要的。本文首先介绍了双馈发电机组的结构与原理,对PSASP中双馈风机模型进行了分析,提出了风机关键参数并对其进行了灵敏度分析,分析了这些参数的物理意义。随后结合两次工业试验即风电场投切电容器试验与风电场35kV母线三相短路试验实测数据进行分析,并应用风电场35kV母线三相短路试验数据对PSASP中双馈风机模型的相关参数进行了修正,使仿真曲线更加逼近实测曲线从而提高了变速风电机组仿真模型的准确度。最后利用华北电网2011~2012年规划数据展开风电入网的安全稳定控制分析,考察了华北电网中风电装机容量较多、受风电影响较大的内蒙外送通道和张家口电网安全稳定性,提出了保证电网故障后电网维持稳定运行的措施,研究了提高系统稳定水平的控制方法,并对风电并网运行的电网小扰动稳定问题进行了研究,分析了华北电网存在的主要振荡模式及风电并网运行对其的影响。

论文目录

• 摘要
• Abstract
• 第1章 绪论
• 1.1 课题的选题背景与研究现状
• 1.1.1 风电机组建模研究
• 1.1.2 风场试验及仿真对比分析研究
• 1.1.3 风电并网后对电网运行的影响分析研究
• 1.2 课题的主要研究工作
• 1.2.1 风电场扰动试验分析
• 1.2.2 风电机组模型分析
• 1.2.3 风电机组外特性仿真分析
• 1.2.4 风电接入华北电网后的安全稳定控制研究
• 第2章 PSASP 双馈风电机组模型分析
• 2.1 双馈型风力发电机的结构与原理
• 2.1.1 双馈风电机组的结构
• 2.1.2 双馈型风力发电机工作原理
• 2.1.3 双馈风电机组矢量控制技术
• 2.2 PSASP 双馈风机模型介绍
• 2.2.1 发电机与变频器模型
• 2.2.2 电气控制系统模型
• 2.2.3 风力机模型
• 2.3 PSASP 双馈风机模型参数灵敏度分析
• 第3章 风电场试验及仿真分析
• 3.1 风电场35kV 母线投切电容器试验
• 3.1.1 中节能港建单晶河风电场调研
• 3.1.2 系统运行方式
• 3.1.3 试验录波结果
• 3.1.4 风电场投切24MVAR 电容器仿真分析
• 3.2 风电场35kV 母线进行三相短路试验
• 3.2.1 中节能满井风电场调研
• 3.2.2 系统运行方式
• 3.2.3 试验录波结果
• 3.2.4 风电场三相短路试验仿真分析
• 第4章 大规模风电接入后电网安全稳定研究
• 4.1 风电接入电网后稳定分析
• 4.1.1 计算条件
• 4.1.2 内蒙外送能力稳定分析
• 4.1.3 张家口电网安全稳定分析
• 4.1.4 小结
• 4.2 风电接入电网后提高电网稳定水平的控制措施研究
• 4.3 风电接入电网后小扰动安全稳定控制研究
• 4.3.1 风电机组正常出力方式下小扰动稳定分析
• 4.3.2 风电机组不出力方式下小扰动稳定分析
• 4.4 本章小结
• 第5章 结论与展望
• 5.1 研究结论与成果
• 5.2 进一步工作的展望
• 参考文献
• 攻读硕士学位期间发表的论文
• 致谢
• 详细摘要