大規(guī)模風電并網(wǎng)系統(tǒng)安全穩(wěn)定緊急控制策略的研究

【摘要】：在能源與環(huán)境的雙重壓力下,風電作為潔凈的可再生能源受到世界范圍內(nèi)的廣泛關(guān)注。但由于風能的高度隨機性與波動性,大規(guī)模風電并網(wǎng)會對電力系統(tǒng)產(chǎn)生很大的影響,有時需要通過采取緊急控制策略使電網(wǎng)恢復穩(wěn)定運行。 本論文基于DIgSILENT/PowerFactory仿真軟件,以緊急控制策略作為研究對象,研究分析了風電對電力系統(tǒng)緊急控制策略的影響。首先,在烏昌電網(wǎng)的基礎(chǔ)上,研究了電網(wǎng)側(cè)發(fā)生擾動后的系統(tǒng)電壓頻率響應(yīng),比較分析了風電并網(wǎng)對緊急控制策略的影響。其次,研究分析了風電并入的新疆南部電網(wǎng)的部分薄弱環(huán)節(jié),通過采取相應(yīng)的緊急控制策略,使電網(wǎng)系統(tǒng)安全穩(wěn)定運行；最后,采用減少系統(tǒng)發(fā)電容量的方式來適應(yīng)風電注入功率大小,分析了風電場注入功率對系統(tǒng)電壓頻率穩(wěn)定性及緊急控制策略的影響。 由本論文的研究結(jié)果可知,第一,在電網(wǎng)側(cè)發(fā)生擾動時,不同類型的風電機組的頻率響應(yīng)特性不同,當頻率發(fā)生變化時,恒速風機對頻率可提供支持作用,而雙饋風機的解耦控制使其對頻率變化的影響較小：但從電壓變化的角度來說,雙饋感應(yīng)電機通過對有功和無功的解耦控制,提高了電網(wǎng)的電壓穩(wěn)定性。當電網(wǎng)發(fā)生大擾動,在采取相同緊急控制策略的前提下,無論是雙饋感應(yīng)電機還是異步電機,都會增大電壓和頻率變化的最大值,使得采取策略后的的效果不如未接入風電時采取策略的效果。同時,風電接入會縮短母線電壓和頻率到達最大變化值的時間。第二,新疆南部電網(wǎng)網(wǎng)架薄弱,隨著疆南、阿克蘇、和田地區(qū)電網(wǎng)負荷不斷增大,系統(tǒng)易發(fā)生攻角失穩(wěn)、電壓失穩(wěn)和頻率失穩(wěn)。通過采取切負荷、解列電網(wǎng)的方式,可以使電網(wǎng)安全穩(wěn)定運行；第三,隨著風電注入功率的增加,恒速風電機組并網(wǎng)運行的頻率偏差最低值是隨著注入功率增加而增大的,而雙饋感應(yīng)電機卻恰恰相反,它的頻率偏差最低值是隨著注入功率增加而逐漸減小的。在采取相同緊急控制策略的前提下,頻率偏差最大值隨著風電注入功率的增加而增加。 【關(guān)鍵詞】：風電并網(wǎng) 電壓穩(wěn)定性 頻率穩(wěn)定性 攻角穩(wěn)定性 緊急控制策略
【學位授予單位】：新疆大學
【學位級別】：碩士
【學位授予年份】：2012
【分類號】：TM614
【目錄】：

• 摘要2-3
• Abstract3-7
• 第一章 緒論7-12
• 1.1 本課題研究的背景和意義7-8
• 1.2 國內(nèi)外研究現(xiàn)狀及發(fā)展趨勢8-10
• 1.3 本課題研究的主要內(nèi)容10-12
• 第二章 并網(wǎng)風電機組模型分析12-21
• 2.1 引言12
• 2.2 風力機通用模型12-16
• 2.3 普通恒速異步風力發(fā)電機基本結(jié)構(gòu)和原理16-17
• 2.4 繞線式雙饋變速異步風力發(fā)電機組17-21
• 2.4.1 繞線式雙饋變速異步風力發(fā)電機基本結(jié)構(gòu)與原理17-18
• 2.4.2 繞線式雙饋變速異步風力發(fā)電機數(shù)學模型18-21
• 第三章 風電并網(wǎng)對穩(wěn)定性及緊急控制策略影響的時域仿真21-31
• 3.1 引言21
• 3.2 仿真系統(tǒng)模型說明21
• 3.3 風電并網(wǎng)對穩(wěn)定性影響的仿真結(jié)果及分析21-25
• 3.4 風電并網(wǎng)對緊急控制策略的影響的仿真結(jié)果與分析25-30
• 3.5 本章小結(jié)30-31
• 第四章 大規(guī)模風電并網(wǎng)后的緊急控制策略的時域仿真31-52
• 4.1 引言31
• 4.2 新疆電網(wǎng)南部區(qū)域概況31-32
• 4.3 仿真系統(tǒng)模型說明32
• 4.4 仿真結(jié)果及分析32-50
• 4.4.1 220kv庫茲線故障32-37
• 4.4.2 220kv茲蘇一、二線故障37-39
• 4.4.3 220察庫線故障39-42
• 4.4.4 220蘇鹿線故障42-45
• 4.4.5 220kv鹿喀線45-47
• 4.4.6 220kv喀莎線47-49
• 4.4.7 220玉莎線49-50
• 4.5 本章總結(jié)50-52
• 第五章 風電注入功率大小對穩(wěn)定性及緊急控制策略的影響52-63
• 5.1 引言52
• 5.2 仿真系統(tǒng)52-53
• 5.3 仿真設(shè)置53
• 5.4 風電注入功率大小對穩(wěn)定性影響的仿真結(jié)果及分析53-57
• 5.4.1 恒速異步風電機組的仿真結(jié)果53-55
• 5.4.2 雙饋感應(yīng)風電機組的仿真結(jié)果55-56
• 5.4.3 仿真結(jié)果對比分析56-57
• 5.5 風電注入功率大小對緊急控制策略的影響的仿真結(jié)果分析57-62
• 5.6 本章總結(jié)62-63
• 第六章 結(jié)論與未來的工作63-65
• 6.1 全文總結(jié)63-64
• 6.2 未來的工作64-65
• 參考文獻65-68
• 學習期間發(fā)表及參與發(fā)表的論文68-69
• 致謝69-71

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