本文選題：風(fēng)電并網(wǎng)　切入點(diǎn)：靜態(tài)電壓穩(wěn)定性　出處：《山東大學(xué)》2016年碩士論文　論文類型：學(xué)位論文

【摘要】：能源危機(jī)和環(huán)境惡化已經(jīng)日益威脅人類社會的安全和發(fā)展,為此,世界各國都在積極尋找開發(fā)新能源。作為新能源的一種,風(fēng)能的儲量非常豐富,且便于開發(fā),用風(fēng)能進(jìn)行發(fā)電清潔無污染,值得大力提倡,因此,近些年來世界各國都在大力開發(fā)風(fēng)能進(jìn)行發(fā)電。但由于風(fēng)能具有間歇性和隨機(jī)性,風(fēng)力發(fā)電的可控性較差,隨著風(fēng)電場并網(wǎng)規(guī)模的逐漸增加,風(fēng)電接入對電網(wǎng)的影響不斷增加,尤其是對電網(wǎng)電壓穩(wěn)定性的影響更為突出,鑒于此,本文對該課題進(jìn)行了深入的研究。隨著風(fēng)電機(jī)組的發(fā)展,雙饋異步風(fēng)力發(fā)電機(jī)憑借其較高的性價比逐漸成為目前風(fēng)電場中的主流風(fēng)機(jī),本文中詳細(xì)的介紹了雙饋機(jī)組的穩(wěn)態(tài)模型,并在此基礎(chǔ)上推導(dǎo)出了在輸出一定有功功率的條件下機(jī)組并網(wǎng)系統(tǒng)所能輸出無功功率極限的表達(dá)式。在潮流計算過程中,由雙饋異步風(fēng)機(jī)組成的風(fēng)電場可以根據(jù)風(fēng)電機(jī)組控制方式以不同等值模型的形式接入系統(tǒng),并且隨著機(jī)組輸出有功功率的改變,風(fēng)電場的等值模型還可能會發(fā)生改變。本文主要采用基于一般潮流解的局部電壓穩(wěn)定性指標(biāo)(L指標(biāo))對風(fēng)電并網(wǎng)前后電網(wǎng)的靜態(tài)電壓穩(wěn)定性進(jìn)行分析：系統(tǒng)中某節(jié)點(diǎn)的L指標(biāo)越大,證明該節(jié)點(diǎn)靜態(tài)電壓穩(wěn)定程度越薄弱,且更易發(fā)生電壓失穩(wěn)�；贚指標(biāo),本文還推導(dǎo)出了一種衡量系統(tǒng)中風(fēng)電場輸出有功功率的改變對各節(jié)點(diǎn)L指標(biāo)影響程度的L-P靈敏度指標(biāo),通過對該指標(biāo)進(jìn)行排序,能夠得到與風(fēng)電場節(jié)點(diǎn)相關(guān)性較強(qiáng)的節(jié)點(diǎn),同時,L-P靈敏度指標(biāo)值還可以被用來預(yù)估風(fēng)電注入有功功率增加或減小時,可能會對系統(tǒng)各節(jié)點(diǎn)的L指標(biāo)值產(chǎn)生的影響。以上兩種指標(biāo)結(jié)構(gòu)簡單,計算速度快,均可用于在線電壓穩(wěn)定分析。接下來,本文利用基于一般潮流解的L指標(biāo)和L-P靈敏度指標(biāo),對風(fēng)電并網(wǎng)前后的IEEE 39節(jié)點(diǎn)系統(tǒng)進(jìn)行靜態(tài)電壓穩(wěn)定分析,分別改變風(fēng)電場的注入有功功率和并網(wǎng)線路參數(shù)及其風(fēng)電場中雙饋機(jī)組的機(jī)組控制方式,比較不同條件下系統(tǒng)的風(fēng)電場并網(wǎng)節(jié)點(diǎn)L指標(biāo)的變化規(guī)律。并運(yùn)用相關(guān)的理論知識,給出合理的解釋并得出結(jié)論,這對大規(guī)模風(fēng)電場的并網(wǎng)運(yùn)行具有實(shí)際的指導(dǎo)意義。最后以山東煙臺威海實(shí)際系統(tǒng)為算例,對該地區(qū)風(fēng)電場接入的影響做出探討。首先,在各個風(fēng)電場額定輸出范圍內(nèi)：分別在風(fēng)電場出力不同的條件下計算接入母線電壓和L指標(biāo)的變化情況,以此來判斷風(fēng)電并網(wǎng)的利弊；通過計算風(fēng)電場滿發(fā)時各并網(wǎng)母線對風(fēng)電場注入有功的L-P靈敏度指標(biāo)判斷該地區(qū)風(fēng)電場擴(kuò)容的可行性。接下來,本文還探究了系統(tǒng)運(yùn)行方式的改變和風(fēng)電場中機(jī)組控制方式的不同所帶來的風(fēng)電并網(wǎng)對系統(tǒng)電壓穩(wěn)定性影響的改變。最后,本文提出了幾種減小風(fēng)電并網(wǎng)帶來的電壓波動、增強(qiáng)并網(wǎng)后系統(tǒng)電壓穩(wěn)定性的措施,特別的,對風(fēng)電場的就地?zé)o功補(bǔ)償方式做了重點(diǎn)介紹。
[Abstract]:The energy crisis and environmental deterioration have threatened the security and development of human society day by day. For this reason, every country in the world is actively seeking to develop new energy. As a new energy source, wind energy reserves are very rich and easy to develop. The clean and pollution-free use of wind power is worth advocating. Therefore, in recent years, all countries in the world have been vigorously developing wind energy to generate electricity. However, due to the intermittent and random nature of wind energy, the controllability of wind power generation is poor. With the increasing scale of wind farm connection, the influence of wind power access on power grid is increasing, especially on the voltage stability of power grid. With the development of wind turbine, doubly-fed asynchronous wind turbine has become the mainstream fan in wind farm by virtue of its high performance-to-price ratio. In this paper, the steady-state model of doubly-fed generating unit is introduced in detail, and the expression of the limit of reactive power output by the grid-connected system under certain active power output is derived on the basis of this model. In the process of power flow calculation, A wind farm composed of a doubly-fed asynchronous fan can access the system in the form of different equivalent models according to the control mode of the wind turbine, and with the change of the active power output of the unit, In this paper, the local voltage stability index based on the general power flow solution is used to analyze the static voltage stability of the wind power grid before and after the wind power grid connection. The greater the L index of the node, It is proved that the weaker the static voltage stability of the node is, the more vulnerable it is to voltage instability. This paper also deduces an L-P sensitivity index to measure the influence of the change of the active power output of wind farm on the L index of each node. By sorting the index, the nodes with strong correlation with the wind farm node can be obtained. At the same time, the L-P sensitivity index value can also be used to predict the increase or decrease of active power injected into wind power, which may have an effect on the L index value of each node of the system. The above two indexes are simple in structure and fast in calculation. All of them can be used for on-line voltage stability analysis. Then, the static voltage stability analysis of IEEE 39-bus system before and after wind power grid connection is carried out by using L index and L-P sensitivity index based on general power flow solution. The injected active power of wind farm and the parameters of grid-connected line and the control mode of doubly-fed unit in wind farm are changed respectively, and the variation law of L index of connected node of wind farm under different conditions is compared, and the relevant theoretical knowledge is used. The reasonable explanation is given and the conclusion is drawn that it has practical guiding significance for the grid connection operation of large-scale wind farm. Finally, taking the actual system of Weihai in Yantai, Shandong Province as an example, the influence of wind farm connection in this area is discussed. In the range of rated output of each wind farm: under the condition of different output force of wind farm, the change of access bus voltage and L index are calculated respectively, so as to judge the advantages and disadvantages of wind power grid connection; The feasibility of wind farm expansion in this area is judged by calculating the L-P sensitivity index of the active power injected into the wind farm by each grid bus when the wind farm is full. This paper also discusses the change of system operation mode and the influence of wind power grid connection on system voltage stability caused by different control modes of wind farm. Finally, this paper proposes several methods to reduce the voltage fluctuation brought by wind power grid connection. The measures to enhance system voltage stability after grid connection are introduced, especially, the local reactive power compensation mode of wind farm is introduced emphatically.
【學(xué)位授予單位】：山東大學(xué)
【學(xué)位級別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2016
【分類號】：TM712;TM614

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本文編號：1584072