風(fēng)電并網(wǎng)電壓穩(wěn)定性研究

【摘要】：隨著社會(huì)的不斷發(fā)展,能源的消耗也在不斷加劇,傳統(tǒng)能源正逐步枯竭,以可再生能源為代表的新能源在電力系統(tǒng)中所占的比重越來越大。風(fēng)力發(fā)電作為新能源發(fā)電技術(shù)中最成熟、最易大規(guī)模開發(fā)、最具商業(yè)發(fā)展前景的發(fā)電方式,越來越受到世界各國的關(guān)注。但是,由于風(fēng)能的間歇性、隨機(jī)性和不可調(diào)控性等特點(diǎn),伴隨著風(fēng)電產(chǎn)業(yè)的不斷發(fā)展和并網(wǎng)總裝機(jī)容量的不斷增大,風(fēng)電并網(wǎng)對(duì)電力系統(tǒng)的安全穩(wěn)定運(yùn)行和電壓穩(wěn)定性的影響越來越突出。因此對(duì)風(fēng)電并網(wǎng)的影響進(jìn)行研究是十分必要的。 但是由于風(fēng)力發(fā)電系統(tǒng)復(fù)雜的結(jié)構(gòu)和多樣化的控制方式,大規(guī)模風(fēng)電的并網(wǎng)會(huì)對(duì)系統(tǒng)各方面都有影響,主要體現(xiàn)在對(duì)系統(tǒng)暫態(tài)的影響和靜態(tài)的影響。本文主要研究風(fēng)電并網(wǎng)對(duì)系統(tǒng)電壓的影響,在風(fēng)力發(fā)電機(jī)并網(wǎng)運(yùn)行的動(dòng)態(tài)特性和靜態(tài)電壓穩(wěn)定性方面做了以下工作： 首先,在充分了解風(fēng)力發(fā)電機(jī)的結(jié)構(gòu)和分類后,選取雙饋風(fēng)力發(fā)電機(jī)作為研究對(duì)象。在對(duì)雙饋風(fēng)力發(fā)電系統(tǒng)工作原理和各個(gè)部分的數(shù)學(xué)模型進(jìn)行深入研究的基礎(chǔ)上,在MATLAB SIMUlink中分別建立了不同的模型風(fēng)速和風(fēng)速的組合模型、雙饋風(fēng)力發(fā)電場(chǎng)模型和雙饋風(fēng)力發(fā)電場(chǎng)并網(wǎng)模型,以及完整的雙饋風(fēng)力發(fā)電場(chǎng)并網(wǎng)動(dòng)態(tài)模型。 其次,本文根據(jù)所建立的雙饋風(fēng)力發(fā)電場(chǎng)并網(wǎng)動(dòng)態(tài)模型進(jìn)行仿真,分析了雙饋風(fēng)力發(fā)電機(jī)組在正常運(yùn)行狀態(tài)、風(fēng)速超過額定狀態(tài)和電網(wǎng)線路發(fā)生接地短路故障時(shí)的電網(wǎng)電壓等動(dòng)態(tài)響應(yīng)特性,分析在不同情況下,雙饋風(fēng)力發(fā)電機(jī)并網(wǎng)對(duì)電力系統(tǒng)暫態(tài)電壓的影響；并驗(yàn)證了雙饋風(fēng)力發(fā)電機(jī)組在三相接地短路故障時(shí)的低電壓穿越能力。 最后,對(duì)含雙饋風(fēng)力發(fā)電系統(tǒng)的電網(wǎng)靜態(tài)電壓穩(wěn)定性分析方法進(jìn)行了詳細(xì)比較,結(jié)合常規(guī)電力系統(tǒng)潮流計(jì)算方法,確定了含雙饋風(fēng)力發(fā)電系統(tǒng)的電網(wǎng)潮流計(jì)算方法。根據(jù)所建立雙饋風(fēng)力發(fā)電場(chǎng)模型中風(fēng)速和功率的關(guān)系,對(duì)含有風(fēng)電場(chǎng)的EPRJ-36節(jié)點(diǎn)算例進(jìn)行潮流運(yùn)算,并在此基礎(chǔ)上進(jìn)行電壓穩(wěn)定性計(jì)算,通過靈敏度和穩(wěn)定裕度分析方法對(duì)系統(tǒng)電壓穩(wěn)定性問題進(jìn)行了分析研究。 【關(guān)鍵詞】：風(fēng)力發(fā)電 雙饋異步發(fā)電機(jī) 潮流計(jì)算 電壓穩(wěn)定性
【學(xué)位授予單位】：山東大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2014
【分類號(hào)】：TM614;TM712
【目錄】：

• 摘要8-10
• ABSTRACT10-12
• 第1章 緒論12-22
• 1.1 引言12-13
• 1.2 國內(nèi)外風(fēng)電的發(fā)展現(xiàn)狀13-17
• 1.2.1 國外風(fēng)力發(fā)電的發(fā)展現(xiàn)狀13-15
• 1.2.2 我國風(fēng)力發(fā)電發(fā)展現(xiàn)狀及前景15-17
• 1.3 風(fēng)電的優(yōu)缺點(diǎn)17-18
• 1.3.1 風(fēng)電的優(yōu)點(diǎn)17-18
• 1.3.2 風(fēng)電的缺點(diǎn)18
• 1.4 國內(nèi)外研究現(xiàn)狀18-19
• 1.5 本文的主要工作19-22
• 第2章 風(fēng)力發(fā)電機(jī)組的分類22-26
• 2.1 引言22
• 2.2 風(fēng)力發(fā)電系統(tǒng)分類22-24
• 2.2.1 恒速恒頻風(fēng)力發(fā)電系統(tǒng)22-23
• 2.2.2 變速恒頻風(fēng)力發(fā)電系統(tǒng)23-24
• 2.3 雙饋異步發(fā)電機(jī)及其工作原理24-25
• 2.4 小結(jié)25-26
• 第3章 雙饋異步發(fā)電機(jī)建模26-40
• 3.1 引言26
• 3.2 風(fēng)速模型及仿真26-31
• 3.2.1 基本風(fēng)27
• 3.2.2 陣風(fēng)27-28
• 3.2.3 漸變風(fēng)28-29
• 3.2.4 隨機(jī)風(fēng)29-30
• 3.2.5 自然風(fēng)30-31
• 3.3 風(fēng)力機(jī)的仿真模型31-32
• 3.4 變槳距控制過程分析32-34
• 3.5 傳動(dòng)部分模型34
• 3.6 雙饋感應(yīng)發(fā)電機(jī)模型34-35
• 3.7 雙饋風(fēng)機(jī)的矢量控制分析35-38
• 3.8 變速風(fēng)電機(jī)組及風(fēng)電場(chǎng)等值模型38-39
• 3.9 小結(jié)39-40
• 第4章 雙饋風(fēng)力發(fā)電機(jī)并網(wǎng)仿真40-56
• 4.1 引言40
• 4.2 雙饋風(fēng)力發(fā)電機(jī)并網(wǎng)的模型40-41
• 4.3 各種不同的風(fēng)速模型下并網(wǎng)情況41-49
• 4.3.1 基本風(fēng)下風(fēng)電場(chǎng)對(duì)系統(tǒng)影響41-46
• 4.3.2 陣風(fēng)下風(fēng)電場(chǎng)對(duì)系統(tǒng)影響46-47
• 4.3.3 四種風(fēng)速組合下風(fēng)電場(chǎng)對(duì)系統(tǒng)影響47-49
• 4.4 系統(tǒng)故障情況下風(fēng)電機(jī)組的動(dòng)態(tài)響應(yīng)及分析49-53
• 4.4.1 系統(tǒng)發(fā)生單相短路故障49-51
• 4.4.2 系統(tǒng)發(fā)生兩相短路故障51-52
• 4.4.3 系統(tǒng)發(fā)生三相短路故障52-53
• 4.5 雙饋風(fēng)力發(fā)電機(jī)組的LVRT能力分析53-55
• 4.6 小結(jié)55-56
• 第5章 風(fēng)電接入對(duì)系統(tǒng)靜態(tài)電壓穩(wěn)定性的影響56-72
• 5.1 引言56
• 5.2 雙饋風(fēng)力發(fā)電機(jī)在潮流計(jì)算中的處理方法56-58
• 5.3 雙饋風(fēng)力發(fā)電機(jī)潮流計(jì)算流程58-60
• 5.4 風(fēng)電系統(tǒng)靜態(tài)電壓穩(wěn)定性分析方法60-62
• 5.4.1 靈敏度分析法60-61
• 5.4.2 連續(xù)潮流法61
• 5.4.3 電壓穩(wěn)定裕度指標(biāo)61-62
• 5.5 算例分析62-71
• 5.5.1 仿真條件62-64
• 5.5.2 結(jié)果分析64-71
• 5.6 小結(jié)71-72
• 第6章 結(jié)論和展望72-74
• 6.1 本文總結(jié)72-73
• 6.2 工作展望73-74
• 參考文獻(xiàn)74-78
• 致謝78-80
• 攻讀碩士期間所發(fā)表的論文及參與的項(xiàng)目80-81
• 學(xué)位論文評(píng)閱及答辯情況表81

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