大規(guī)模雙饋風(fēng)電并網(wǎng)對電力系統(tǒng)暫態(tài)穩(wěn)定性的影響

【摘要】：由于傳統(tǒng)化石能源儲量的匱乏及環(huán)境污染問題的日益嚴重,基于風(fēng)力發(fā)電的風(fēng)電并網(wǎng)技術(shù)在世界各國迅速發(fā)展。隨著風(fēng)電并網(wǎng)容量的不斷增大,其動態(tài)特性對電力系統(tǒng)暫態(tài)穩(wěn)定的影響逐漸成為了風(fēng)電并網(wǎng)技術(shù)研究的關(guān)鍵之一。本文主要圍繞雙饋風(fēng)場對系統(tǒng)暫態(tài)穩(wěn)定的影響及暫態(tài)穩(wěn)定約束下風(fēng)場出力的優(yōu)化展開研究,主要工作如下： (1)研究了大擾動下雙饋風(fēng)機對系統(tǒng)暫態(tài)電壓的影響。首先分別建立了靜止坐標系下、旋轉(zhuǎn)坐標系下雙饋風(fēng)機的數(shù)學(xué)模型；其次,基于磁鏈不能突變的原理推導(dǎo)了大擾動情況下具備LVRT能力的雙饋風(fēng)機并網(wǎng)點電壓表達式,并分析了電壓跌落深度、風(fēng)場出力大小等因素的影響；最后利用時域仿真法,對單機無窮大系統(tǒng)中大擾動情況下雙饋風(fēng)機并網(wǎng)點電壓進行分析,驗證了雙饋風(fēng)機LVRT能力及電壓跌落深度等影響因素的作用效果。 (2)研究了雙饋風(fēng)場等容量替換同步機情況下,雙饋風(fēng)場對SMIB系統(tǒng)暫態(tài)特性的影響機理。基于雙饋風(fēng)機的出力特點,分析了雙饋風(fēng)電機組動態(tài)特性與同步發(fā)電機動態(tài)特性的異同點；提出了雙饋風(fēng)機的負阻抗模型,并基于該模型分析了雙饋風(fēng)機等值替換對系統(tǒng)加減速面積的影響；利用時域仿真法,結(jié)合某電網(wǎng)實際運行數(shù)據(jù),對風(fēng)機并網(wǎng)前后系統(tǒng)暫態(tài)特性進行了仿真分析,驗證了所得結(jié)論。 (3)提出了一種暫態(tài)穩(wěn)定約束下風(fēng)場出力配置的優(yōu)化方法。借鑒OPF問題轉(zhuǎn)化為OTS問題的思路,提出了計及暫態(tài)穩(wěn)定約束的風(fēng)場出力優(yōu)化問題的數(shù)學(xué)模型,并明確了數(shù)學(xué)模型中目標函數(shù)及各約束條件的物理意義；分析了風(fēng)場出力暫態(tài)穩(wěn)定裕度靈敏度的計算方法,并基于風(fēng)場出力暫態(tài)穩(wěn)定裕度靈敏度這一指標提出了風(fēng)場出力配置的優(yōu)化算法；最后結(jié)合某電網(wǎng)實際數(shù)據(jù)仿真分析了優(yōu)化前后的風(fēng)場出力極限,結(jié)果證明了本文所提算法的有效性。 【關(guān)鍵詞】：低電壓穿越 風(fēng)力發(fā)電 暫態(tài)穩(wěn)定 等面積法則 出力極限
【學(xué)位授予單位】：華北電力大學(xué)
【學(xué)位級別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2014
【分類號】：TM614
【目錄】：

• 摘要5-6
• Abstract6-7
• 目錄7-9
• 第1章 緒論9-15
• 1.1 課題研究背景與意義9-10
• 1.2 風(fēng)機對系統(tǒng)暫態(tài)穩(wěn)定影響的研究現(xiàn)狀10-14
• 1.2.1 研究模型10-12
• 1.2.2 研究方法12-13
• 1.2.3 工程應(yīng)用13-14
• 1.3 本文主要工作14-15
• 第2章 雙饋風(fēng)機并網(wǎng)點電壓特性分析15-27
• 2.1 引言15
• 2.2 風(fēng)機并網(wǎng)系統(tǒng)的數(shù)學(xué)模型15-19
• 2.2.1 靜止坐標系下的數(shù)學(xué)模型16-17
• 2.2.2 同步旋轉(zhuǎn)坐標系下的數(shù)學(xué)模型17-19
• 2.3 雙饋風(fēng)機具LVRT時并網(wǎng)點電壓推導(dǎo)19-21
• 2.4 仿真分析21-25
• 2.4.1 雙饋風(fēng)場LVRT能力的影響分析22-23
• 2.4.2 機端電壓跌落深度的影響分析23-25
• 2.4.3 風(fēng)場出力大小的影響25
• 2.5 本章小結(jié)25-27
• 第3章 雙饋風(fēng)場對SMIB系統(tǒng)暫態(tài)穩(wěn)定的影響27-41
• 3.1 引言27
• 3.2 雙饋風(fēng)電機組動態(tài)特性分析27-30
• 3.2.1 雙饋風(fēng)電機組動態(tài)特性定性分析27-29
• 3.2.2 雙饋風(fēng)電機組動態(tài)特性仿真分析29-30
• 3.3 雙饋風(fēng)場對同步機暫態(tài)穩(wěn)定影響分析30-39
• 3.3.1 等容量替換前同步機暫態(tài)特性分析30-32
• 3.3.2 等容量替換后同步機故障前狀態(tài)分析32-34
• 3.3.3 等容量替換后同步機故障中加速面積分析34-36
• 3.3.4 等容量替換后同步機故障后減速面積分析36-37
• 3.3.5 仿真驗證37-39
• 3.4 本章小結(jié)39-41
• 第4章 暫態(tài)穩(wěn)定約束下雙饋型風(fēng)場出力最大化41-55
• 4.1 引言41
• 4.2 數(shù)學(xué)模型41-45
• 4.2.1 目標函數(shù)42
• 4.2.2 等式約束42
• 4.2.3 靜態(tài)不等式約束42-43
• 4.2.4 公平性約束43
• 4.2.5 暫態(tài)穩(wěn)定約束處理方法43-45
• 4.3 問題求解45-49
• 4.3.1 風(fēng)場出力的暫態(tài)穩(wěn)定裕度靈敏度計算45-46
• 4.3.2 風(fēng)場出力最優(yōu)問題的求解算法46-49
• 4.4 算例分析49-54
• 4.4.1 仿真系統(tǒng)介紹49-50
• 4.4.2 失穩(wěn)故障集確定50-51
• 4.4.3 風(fēng)場有功出力靈敏度計算51
• 4.4.4 優(yōu)化前后風(fēng)場出力極限對比51-54
• 4.5 本章小結(jié)54-55
• 第5章 結(jié)論與展望55-57
• 5.1 總結(jié)55-56
• 5.2 展望56-57
• 參考文獻57-61
• 攻讀碩士學(xué)位期間發(fā)表的論文61-62
• 攻讀碩士學(xué)位期間參加的科研工作62-63
• 致謝63

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