小水电接入电网对系统运行影响的研究

论文摘要

小水电是清洁可再生的绿色能源,小水电的发展对我国地方经济社会发展起着重要的推动作用,尤其小水电分布式的电源特点更是在很大程度上保障了地区电力的安全供应。然而由于大部分的小水电站为径流式水电站,发电受到河流季节性的影响,当负荷也变化时,小水电大量接入的电网运行中就会存在一些问题。尤其在小水电网丰水期低谷负荷时,即小水电站大量发电、负荷较低,造成小水电集中上网母线电压升高,甚至超越最高限额的问题。对电网进行无功平衡和电压的分析,既直接影响系统电压质量,又关系到电网经济运行。在以往的无功平衡和电压分析计算中,对于无功功率不足和系统电压偏低的情况一直是人们关注的问题。而对于小水电网在丰水期低谷负荷时,要分析无功功率过剩,系统电压偏高的问题。本文通过分析小水电网的特性,着重分析小水电网内无功平衡和电压稳定问题,主要完成了：(1)电网在丰水期低谷负荷时,部分节点出现电压过高问题。通过分析、计算、试验等手段对系统电网电压和无功进行全面的研究,并提出了解决方案。介绍了无功潮流与电压、网损相关理论,以及各种无功补偿设备的特点和性能,为根据不同网络采用合适的无功控制提供了依据。(2)分析了进相运行的基本原理,对发电机进相运行的限制条件：静稳定性、端部漏磁等方面进行了理论分析和总结。通过计算结果综合分析各方案,从中得出合理可行的最优方案,并论证了发电机进相运行调控系统电压的可行性。根据同型机组进相经验和厂家意见改进发电机励磁系统,保证滞相、进相状态时自动电压调整装置运行稳定。通过对实际发电机的进相运行和调压试验,全面分析了发电机进相运行的降压效果、稳定极限、进相能力,作为发电机进相运行的依据。(3)通过分析计算,做出了实际电网的等值图,并对电网进行潮流计算,提出了通过发电机进相运行、调节变压器分接头和加装并联电抗器三种基本方法来控制小水电网内丰水期低谷负荷时电压升高问题的措施。(4)通过潮流计算,求出了组合调压控制量对电压变化量的敏感度矩阵方程。

论文目录

• 致谢
• 中文摘要
• ABSTRACT
• 1 引言
• 1.1 课题背景及意义
• 1.1.1 小水电发展现状与前景
• 1.1.2 小水电接入电网的运行特点
• 1.2 小水电接入电网相关问题及其研究现状
• 1.3 本文主要工作
• 2 小水电网的无功平衡与电压稳定
• 2.1 小水电网内模型特性
• 2.1.1 功率传输对电压的影响
• 2.1.2 水轮发电机安全运行极限
• 2.2 电力系统的无功功率与电压控制
• 2.2.1 无功功率
• 2.2.2 无功功率损耗
• 2.2.3 无功平衡与电压控制
• 2.2.4 电压稳定
• 2.3 本章小结
• 3 水轮发电机进相运行与稳定性分析
• 3.1 水轮发电机进相运行分析
• 3.1.1 水轮发电机工作原理
• 3.1.2 水轮发电机励磁系统
• 3.1.3 水轮发电机的额定功率因数
• 3.1.4 水轮发电机的功率计算
• 3.1.5 水轮发电机正常运行
• 3.1.6 水轮发电机进相运行
• 3.2 发电机进相运行对稳定性的影响
• 3.3 某小水电网内发电机进相运行试验
• 3.4 本章小结
• 4 组合调压的分析
• 4.1 改变变压器变比调压时分接头的确定
• 4.2 补偿设备容量的计算
• 4.3 几种调压措施的组合调压分析
• 4.3.1 组合调压的分析方法
• u的各个元素'>4.3.2 分析组合调压时矩阵S_u的各个元素
• 5 某小水电网算例分析与方案对比
• 5.1 潮流计算
• 5.1.1 潮流计算分析与应用
• 5.1.2 小水电网潮流计算数据与结果
• 5.2 小水电网丰水期低谷负荷时电压升高解决方案
• 5.2.1 不同的电压控制措施
• 5.2.2 潮流计算电压分布
• 5.2.3 方案对比
• 5.2.4 控制某小水电网内电压升高的技术措施分析
• 5.3 组合调压时敏感度矩阵的求解
• 5.3.1 变压器调整量与节点电压变化量的关系
• 5.3.2 并联补偿设备控制量与节点电压变化量的关系
• 5.3.3 发电机进相运行控制量与节点电压变化量的关系
• 5.3.4 组合调压方式敏感度矩阵验算
• 5.4 本章小结
• 6 结论与展望
• 参考文献
• 附录A
• 作者简历
• 学位论文数据集