大规模风电场并网影响的研究

论文摘要

在传统化石能源日渐枯竭的背景下，世界各国非常重视清洁能源的开发和利用，其中风力发电技术发展最为迅速。我国的风力发电产业虽然起步较晚，但在国家的大力倡导和支持下，风电行业已经步入了高速发展的轨道，装机容量大幅提高，单机容量也有了很大的突破。随着大规模风电场的不断增加，风电在系统中所占的比重不断攀升，风力发电对电力系统的影响成了电力科学研究的一个重要领域。本文首先对世界各国风电的发展做了简要的归纳，对我国的风能资源蕴藏现状做了简要的统计，并且简略介绍了风力发电技术在中国和世界各国的研究和发展状况以及对风电并网的技术规定。其次，本文对风力发电原理做了简单的描述，建立了风速以及风机数学模型，对各种不同类型风力发电机组的基本结构和模型进行了详细的阐述，着重介绍了双馈风力发电机组的潮流计算和暂态计算模型。本文以Matlab及其仿真工具Simulink为平台，仿真分析了风电场对四种风速干扰的响应。最后本文主要从电压稳定性，频率稳定性，有功出力，电能质量等几个方面分析大规模风电场并网对系统的影响，提出了相关解决措施。并阐述了衡量风力发电规模的两个指标，即风电穿透功率和短路容量比，对影响风电场装容量大小的因素也进行了分析和介绍。

论文目录

• 摘要
• Abstract
• 第1章 绪论
• 1.1 选题背景和意义
• 1.2 风力发电发展概况
• 1.2.1 世界风力发电的发展概况
• 1.2.2 中国风能蕴藏现状和风力发电前景
• 1.3 世界各国对风电场并网的技术要求
• 1.3.1 中国风电场并网技术规定简述
• 1.3.2 外国风电场并网技术规定简述
• 1.4 本章小结
• 第2章 风速和风机模型
• 2.1 风力发电原理简介
• 2.2 风速的数学模型
• 2.2.1 双参数威布尔分布的风速模型
• 2.2.2 组合风速模型
• 2.2.3 风速的折算
• 2.2.4 风能分布模型
• 2.3 风轮结构和数学模型
• 2.4 并网风力发电机模型
• 2.4.1 并网风力发电机的主要种类
• 2.4.2 普通异步发电机模型
• 2.4.3 双馈感应发电机模型
• 2.4.4 直驱式交流永磁同步发电机模型
• 2.5 本章小结
• 第3章 大规模风力发电场并网对电力系统的影响
• 3.1 风力发电并网运行的特点
• 3.2 风电场接入电网对系统稳定性的影响
• 3.2.1 风电场对系统电压稳定性的影响
• 3.2.2 风电场对系统频率稳定性的影响
• 3.3 风力发电场并网对有功出力的影响分析
• 3.4 风力发电场并网对电能质量的影响
• 3.4.1 风电引起的电压偏差问题
• 3.4.2 风电并网引起的电压波动和闪变问题
• 3.4.3 风电引起的谐波问题
• 3.5 仿真实验
• 3.6 本章小结
• 第4章 风电场最优装机容量的分析
• 4.1 影响风电接入容量大小的因素
• 4.2 风力发电规模的衡量指标
• 4.2.1 风电穿透功率极限
• 4.2.2 风电场短路容量比
• 4.3 本章小结
• 结论与展望
• 参考文献
• 致谢