风电接入对配电网的影响及对策研究

论文摘要

随着能源问题和环境问题的日益严峻,世界各国竞相大力发展可再生能源。风力发电凭借其绿色环保、资源丰富等优势得到了世界各国的广泛重视,是目前世界上发展最快的可再生能源。为减小风电随机性、波动性对电网安全运行的影响,目前我国的风电场一般均从高电压等级电网并网。但随着风电技术日臻成熟,以及风电与智能电网建设的协调发展,可以预见将会有越来越多的风电渗透到电压等级较低的配电网中。因此,对风电场的行为特性以及接入配电网后产生的影响进行相关探索性的研究具有一定的实际指导意义。鉴于此,本文主要进行了以下几方面的研究工作：首先,本文深入地探讨了目前国内风电场中较为常见的两类风电场——基于恒速恒频异步机组的风电场和基于变速恒频双馈机组的风电场的稳态模型。对前者,文中建立了异步机组的稳态模型,在建立风电场稳态模型时重点考虑了风电场内部箱式变压器的损耗,并给出了一种无功补偿方案；对后者,文中重点研究了双馈风电机组在恒功率因数运行方式下的稳态模型,并在此基础上提出了一种双馈机组的简化稳态模型,从而使得计算过程大为简化。其次,从理论上分析了风电场接入配网后对配网电压和网损的影响,并在所构建的风电场稳态模型的基础上结合一实际配网从多个角度对两类常见风电场接入该配网后给其所带来的影响进行了详细的仿真分析,仿真结果表明：风电场的无功补偿状况、接入位置的不同、有功功率和机组功率因数变化等都会对配网电压和网损产生不同程度的影响。最后,针对风电对配网电压和网损的影响,提出了相应的应对措施,如合理规划风电场的装机容量、选择合适的接入位置、配置适量的旋转备用、采用适当的无功补偿方案以及超导储能装置和轻型直流输电的应用等。

论文目录

• 摘要
• ABSTRACT
• 第一章 绪论
• 1.1 引言
• 1.2 课题的背景和意义
• 1.3 国内外研究现状
• 1.3.1 风电发电机组的发展现状
• 1.3.2 风电场稳态计算模型
• 1.3.3 风力发电对配电网电压和网损的影响
• 1.3.4 风力发电对配电网影响的对策
• 1.4 论文的主要工作和章节安排
• 第二章 风电场稳态模型的研究
• 2.1 引言
• 2.2 风电场的稳态模型
• 2.2.1 基于异步发电机的风电场稳态模型
• 2.2.2 算例分析
• 2.2.3 基于双馈发电机的风电场稳态模型
• 2.2.4 算例分析
• 2.3 本章小结
• 第三章 风电接入对配电网的影响
• 3.1 引言
• 3.2 风力发电对配网网损的影响
• 3.3 风力发电对配网电压的影响
• 3.3.1 稳态电压分布
• 3.3.2 静态电压稳定性
• 3.4 算例分析
• 3.4.1 基于异步机组的风电场对配网网损的影响
• 3.4.2 基于双馈机组的风电场对配网网损的影响
• 3.4.3 网损分析结论
• 3.4.4 基于异步机组的风电场对配网稳态电压分布的影响
• 3.4.5 基于双馈机组的风电场对配网稳态电压分布的影响
• 3.4.6 不同类型风电场对配网静态电压稳定性的影响
• 3.4.7 电压分析结论
• 3.5 本章小结
• 第四章 风电接入对配电网影响的对策研究
• 4.1 引言
• 4.2 合理选择风电机组类型
• 4.3 合理选择风电场的无功补偿方案
• 4.3.1 基于异步机组的风电场无功控制
• 4.3.2 基于双馈机组的风电场无功控制
• 4.4 合理选择风电场的接入位置
• 4.5 合理确定风电场的最大安装容量
• 4.6 合理设置旋转备用容量
• 4.7 其它应对措施
• 4.7.1 负荷控制
• 4.7.2 风—光互补发电系统的应用
• 4.7.3 超导储能装置的应用
• 4.7.4 轻型直流输电的应用
• 4.8 本章小结
• 第五章 总结
• 5.1 研究中得到的主要成果和结论
• 5.2 下一步的工作
• 参考文献
• 致谢
• 攻读学位期间发表的学术论文
• 攻读学位期间参加的科研工作
• 学位论文评阅及答辩情况表