風電并網對電能質量影響的評估與治理

【摘要】：風力發(fā)電以其清潔高效的優(yōu)點,近年來得到了快速發(fā)展。隨著風電場容量的增加,風電并網時對系統(tǒng)的影響也越來越明顯。風電并網產生的電能質量問題,諸如電壓偏差、電壓波動、諧波電壓和三相電壓不平衡,給電網安全穩(wěn)定運行帶來了嚴重影響。風電并網的電能質量是中國電網的技術難題和管理難題,因此研究風電并網對電能質量影響的評估與治理具有重要的理論和現(xiàn)實意義。 (1)分析了雙饋風力發(fā)電機的變速恒頻運行原理和數(shù)學模型,從電壓偏差、電壓波動、諧波電壓、三相電壓不平衡四個方面探討了風電并網對電能質量產生影響的原因與危害,并總結了這四個指標的電能質量相關國家標準。 (2)在MATLAB中利用最小二乘支持向量機(LSSVM)算法建立了LSSVM電能質量綜合等級評估模型,并將電能質量等級細化為八個等級,用來評估風電場并網后系統(tǒng)各個節(jié)點的電能質量等級。 (3)在MATLAB/Simulink平臺搭建了考慮尾流效應的風電場等值模型和風電場并網系統(tǒng)的仿真模型,通過MATLAB編程采集和計算系統(tǒng)在運行時間內各節(jié)點的電能質量數(shù)據(jù),并應用LSSVM電能質量綜合等級評估模型來評估系統(tǒng)各節(jié)點的電能質量等級。通過評估風電場從系統(tǒng)不同節(jié)點并網和并網容量不同時的各節(jié)點電能質量等級情況,可為風電場優(yōu)化選址和定容提供參考。 (4)應用LSSVM電能質量綜合等級評估模型對風電場并網點加裝SVC和STATCOM后系統(tǒng)各節(jié)點的電能質量等級進行評估,定量得出電能質量提高的等級,驗證了兩種裝置對系統(tǒng)電能質量的治理作用。 (5)基于電能質量治理裝置的成本分析,構建了風電分質定價模型,使風電場通過有限資金的投入和合理分配,達到治理水平和治理成本的最佳平衡,實現(xiàn)風電的優(yōu)質高價,并通過算例驗證了風電分質定價模型從經濟效益角度促使風電場進行電能質量治理是可行的。 【關鍵詞】：風電并網 電能質量 綜合評估 無功補償 分質定價
【學位授予單位】：北京交通大學
【學位級別】：碩士
【學位授予年份】：2014
【分類號】：TM614
【目錄】：

• 致謝5-6
• 中文摘要6-7
• ABSTRACT7-11
• 1 引言11-23
• 1.1 選題背景和意義11-13
• 1.2 國內外研究現(xiàn)狀13-21
• 1.2.1 國內外風電發(fā)展現(xiàn)狀13-16
• 1.2.2 風電并網對電能質量的影響16-18
• 1.2.3 風電場電能質量評估方法18-20
• 1.2.4 風電場電能質量治理措施20-21
• 1.3 論文的主要研究內容21-23
• 2 風電并網與電能質量基本理論23-35
• 2.1 饋風力發(fā)電并網運行原理23-27
• 2.1.1 風力發(fā)電原理23-24
• 2.1.2 饋發(fā)電機數(shù)學模型24-25
• 2.1.3 饋風力發(fā)電機并網運行原理25-27
• 2.1.4 風力發(fā)電并網運行的特點27
• 2.2 風電并網對電能質量影響的分析27-32
• 2.2.1 電能質量定義27-28
• 2.2.2 電壓偏差問題28-29
• 2.2.3 電壓波動問題29-30
• 2.2.4 諧波電壓問題30-31
• 2.2.5 三相電壓不平衡問題31-32
• 2.3 電能質量國家標準32-33
• 2.4 小結33-35
• 3 風電并網對電能質量影響的評估35-69
• 3.1 最小二乘支持向量機的電能質量綜合等級評估模型35-46
• 3.1.1 最小二乘支持向量機分類算法35-42
• 3.1.2 最小二乘支持向量機電能質量綜合等級評估模型42-46
• 3.2 風電并網仿真模型46-56
• 3.2.1 風速模型46-49
• 3.2.2 尾流效應和地形因素對風機風速的影響49-52
• 3.2.3 風電場等值模型52-54
• 3.2.4 風電并網系統(tǒng)仿真模型54-55
• 3.2.5 系統(tǒng)電能質量數(shù)據(jù)采集流程55-56
• 3.3 風電并網對電能質量影響的評估56-68
• 3.3.1 風電從系統(tǒng)不同節(jié)點并網對電能質量影響的評估56-63
• 3.3.2 接入不同風電容量對電能質量影響的評估63-68
• 3.4 本章小結68-69
• 4 風電并網對電能質量影響的治理69-85
• 4.1 風電場電能質量治理裝置69-71
• 4.1.1 風電場對無功補償裝置的要求69
• 4.1.2 無功補償裝置的分類及其性能69-71
• 4.1.3 風電場無功補償裝置的選擇71
• 4.2 基于靜止無功補償器的風電場電能質量治理71-73
• 4.2.1 靜止無功補償器(SVC)的原理及模型71-72
• 4.2.2 基于SVC的風電場電能質量治理72-73
• 4.3 基于靜止同步補償器的風電場電能質量治理73-77
• 4.3.1 靜止同步補償器(STATCOM)的原理及模型73-75
• 4.3.2 基于STATCOM的風電場電能質量治理75-76
• 4.3.3 STATCOM與SVC的比較分析76-77
• 4.4 基于分質定價的電能質量治理77-84
• 4.4.1 電力市場下風電分質定價和交易機制77-79
• 4.4.2 風電分質定價模型79-81
• 4.4.3 算例分析81-84
• 4.5 本章小結84-85
• 5 結論與展望85-87
• 5.1 主要研究成果與結論85-86
• 5.2 未來工作與展望86-87
• 參考文獻87-91
• 作者簡歷91-95
• 學位論文數(shù)據(jù)集95

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