大規(guī)模風電集中接入的地區(qū)電網(wǎng)自動電壓控制研究

【摘要】：自我國2006年實施《可再生能源法》以來,風電建設的步伐明顯加快,與此同時,大規(guī)模風電場集中并網(wǎng)給電力系統(tǒng)的安全運行與經(jīng)濟調(diào)度帶來了一系列深遠的影響。風電接入電網(wǎng)后,面對一系列風電的影響如何對電網(wǎng)電壓進行控制是風電問題的研究重點。張家口地區(qū)電網(wǎng)目前已經(jīng)接入220kV風電場25座,110kV風電場14座,總裝機容量5917.35MW,在張家口供電局科技項目的支持下,對張家口地區(qū)電網(wǎng)自動電壓控制(Automatic Voltage Control, AVC)系統(tǒng)進行了研究。首先,對張家口地區(qū)大規(guī)模風電場集中接入方式下電網(wǎng)的自動電壓控制模式進行了研究,提出了分層控制的總體控制模式,通過在地調(diào)AVC系統(tǒng)中建設風電區(qū)域自動電壓控制主站功能,以及在風電場建設自動電壓控制子站,實現(xiàn)了對風電大規(guī)模集中接入?yún)^(qū)域的自動電壓控制。然后,建立了AVC系統(tǒng)實時監(jiān)測系統(tǒng),得到風電區(qū)域的總有功發(fā)電數(shù)據(jù),根據(jù)當前的總有功上網(wǎng)潮流動態(tài)確定區(qū)域內(nèi)風電場和變電站母線的電壓上下限值和控制目標值,從而基于風電有功出力實現(xiàn)了大規(guī)模風電集中區(qū)域電壓可行域的自動匹配,并在此基礎上提出了風電場內(nèi)部多種無功調(diào)節(jié)手段的協(xié)調(diào)控制要求,實現(xiàn)了風電場內(nèi)部多種無功調(diào)節(jié)手段的協(xié)調(diào)控制；研究并實現(xiàn)了地調(diào)AVC主站和風電場AVC子站之間雙向信息互動；實現(xiàn)了風電場和樞紐變電站無功設備在時間序列上的自動協(xié)調(diào)控制,通過控制策略在時序上的配合,避免了電壓劇烈波動,使區(qū)域無功分布更合理。最后,測試及實驗。為了驗證論文研究的張家口地區(qū)大規(guī)模風電場集中接入方式下電網(wǎng)的自動電壓控制的合理性,論文對宏達風場進行了閉環(huán)測試實驗。實驗結(jié)果表明：張家口地調(diào)主站AVC系統(tǒng)已經(jīng)具備了對風電區(qū)域的自動電壓控制能力,能夠自動適應區(qū)域有功出力的變化,自動計算合適的電壓控制目標并通過風電場AVC子站系統(tǒng)進行閉環(huán)控制。 【關鍵詞】：自動電壓控制 控制模式 開環(huán)策略 變電站
【學位授予單位】：長春工業(yè)大學
【學位級別】：碩士
【學位授予年份】：2015
【分類號】：TM761.12
【目錄】：

• 摘要3-4
• Abstract4-7
• 第一章 緒論7-11
• 1.1 論文選題來源7
• 1.2 論文的研究意義及背景7-9
• 1.2.1 論文的研究意義7
• 1.2.2 論文的研究背景7-9
• 1.3 國內(nèi)外研究現(xiàn)狀9-10
• 1.4 論文的主要研究工作10-11
• 第二章 張家口地區(qū)電網(wǎng)在大規(guī)模風電場集中接入方式下系統(tǒng)的體系結(jié)構設計11-15
• 2.1 功能特點11
• 2.2 系統(tǒng)硬件結(jié)構11-13
• 2.3 系統(tǒng)軟件結(jié)構13
• 2.4 外掛集成方案13-14
• 2.4.1 模型數(shù)字接口14
• 2.4.2 圖形轉(zhuǎn)換接口14
• 2.4.3 實時數(shù)據(jù)接口14
• 2.5 小結(jié)14-15
• 第三章 張家口地區(qū)電網(wǎng)自動電壓控制模式設計與研究15-24
• 3.1 常用控制模式的對比15
• 3.2 基于軟分區(qū)的三級電壓控制模式15-18
• 3.2.1 三級控制16
• 3.2.2 二級控制16
• 3.2.3 一級控制16-18
• 3.3 全局無功優(yōu)化18-19
• 3.3.1 數(shù)學模型18-19
• 3.3.2 交叉逼近算法19
• 3.3.3 全局無功優(yōu)化的備用手段19
• 3.4 地區(qū)電網(wǎng)變電站控制19-23
• 3.4.1 數(shù)據(jù)采集環(huán)節(jié)20
• 3.4.2 濾波環(huán)節(jié)20-21
• 3.4.3 決策環(huán)節(jié)21-22
• 3.4.4 方案執(zhí)行環(huán)節(jié)22
• 3.4.5 安全監(jiān)視環(huán)節(jié)22-23
• 3.5 分區(qū)協(xié)調(diào)控制23
• 3.6 小結(jié)23-24
• 第四章 張家口地區(qū)電網(wǎng)AVC系統(tǒng)風電場和變電站協(xié)調(diào)電壓控制的研究24-33
• 4.1 概述24-27
• 4.2 風電區(qū)域電壓可行域的自動匹配27-28
• 4.3 風電區(qū)域的協(xié)調(diào)二級電壓控制28-30
• 4.3.1 基本CSVC模型和算法28-29
• 4.3.2 傳統(tǒng)CSVC的問題29-30
• 4.3.3 適應風電趨于的算法改造30
• 4.4 風電場子站與調(diào)度主站的雙向互動30-32
• 4.4.1 上行通道傳遞內(nèi)容31-32
• 4.4.2 下行通道傳送指令32
• 4.5 小結(jié)32-33
• 第五章 省地協(xié)調(diào)無功電壓控制33-38
• 5.1 省地協(xié)調(diào)控制模式33-36
• 5.1.1 雙向互動的協(xié)調(diào)控制模式33-35
• 5.1.2 協(xié)調(diào)控制策略的執(zhí)行35-36
• 5.2 省地間的通信方案36-37
• 5.2.1 省地AVC交互數(shù)據(jù)36-37
• 5.2.2 省地AVC數(shù)據(jù)通信方式37
• 5.3 小結(jié)37-38
• 第六章 測試實驗38-45
• 6.1 測試風場概況38
• 6.2 控制測試情況38-45
• 6.2.1 沽源區(qū)域整體控制情況38-40
• 6.2.2 主站側(cè)閉環(huán)控制結(jié)果分析40-41
• 6.2.3 子站側(cè)閉環(huán)控制結(jié)果分析41-44
• 6.2.4 測試結(jié)果分析44-45
• 總結(jié)45-46
• 致謝46-47
• 參考文獻47-50
• 攻讀碩士學位期間研究成果50

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