【摘要】：在能源和環(huán)境的雙重壓力下，風(fēng)力發(fā)電技術(shù)受到了越來(lái)越普遍的重視，正逐步走向規(guī)模化和產(chǎn)業(yè)化，越來(lái)越多的大中型風(fēng)電場(chǎng)相繼建成并與電力系統(tǒng)聯(lián)網(wǎng)運(yùn)行，其在電網(wǎng)中的比例日益增大，接入電壓等級(jí)從最初的配電系統(tǒng)發(fā)展到高壓輸電系統(tǒng)。大量風(fēng)電并網(wǎng)對(duì)電力系統(tǒng)的安全穩(wěn)定運(yùn)行帶來(lái)了挑戰(zhàn)，其影響也越來(lái)越廣泛和復(fù)雜，開(kāi)展風(fēng)電并網(wǎng)帶來(lái)的一系列技術(shù)問(wèn)題的相關(guān)研究非常重要和迫切。在此背景下，本文對(duì)風(fēng)電并網(wǎng)對(duì)電力系統(tǒng)的穩(wěn)定性影響問(wèn)題進(jìn)行系統(tǒng)而深入的研究，使得大規(guī)模風(fēng)電場(chǎng)能合理平穩(wěn)地接入電力系統(tǒng)，為風(fēng)力發(fā)電的政策制定、規(guī)劃設(shè)計(jì)、生產(chǎn)運(yùn)行提供理論準(zhǔn)備和技術(shù)支撐。 本論文的具體內(nèi)容如下： 1.為系統(tǒng)地分析風(fēng)電機(jī)組對(duì)電力系統(tǒng)小干擾和暫態(tài)穩(wěn)定性的影響，對(duì)三種常見(jiàn)類(lèi)型的風(fēng)力發(fā)電機(jī)組接入后的電力系統(tǒng)穩(wěn)定性進(jìn)行了系統(tǒng)的比較研究。首先確定了這三類(lèi)風(fēng)力發(fā)電機(jī)組的動(dòng)態(tài)模型，之后以WSCC3機(jī)9節(jié)點(diǎn)和8機(jī)24節(jié)點(diǎn)系統(tǒng)為例，采用特征值分析和動(dòng)態(tài)時(shí)域仿真方法，，系統(tǒng)地比較了在同一母線接入異步風(fēng)力發(fā)電機(jī)、雙饋感應(yīng)風(fēng)電機(jī)組和永磁直驅(qū)風(fēng)力發(fā)電機(jī)與接入同等容量同步發(fā)電機(jī)組對(duì)系統(tǒng)小干擾穩(wěn)定和暫態(tài)穩(wěn)定性的影響。 2.為研究風(fēng)電并網(wǎng)對(duì)互聯(lián)系統(tǒng)低頻振蕩的影響，基于完整的雙饋感應(yīng)風(fēng)力發(fā)電機(jī)組模型，定性分析了兩區(qū)域互聯(lián)系統(tǒng)在風(fēng)電機(jī)組并網(wǎng)前后阻尼特性的變化情況，給出了風(fēng)電場(chǎng)在系統(tǒng)送電側(cè)和受電側(cè)時(shí)系統(tǒng)的阻尼增量。從雙饋感應(yīng)風(fēng)力發(fā)電機(jī)組并網(wǎng)輸送距離、并網(wǎng)容量、互聯(lián)系統(tǒng)聯(lián)絡(luò)線傳送功率(大小與方向)、是否加裝電力系統(tǒng)穩(wěn)定器等多方面多角度分析了風(fēng)電場(chǎng)并網(wǎng)對(duì)互聯(lián)系統(tǒng)小干擾穩(wěn)定及低頻振蕩特性的影響。之后，在兩個(gè)2區(qū)域系統(tǒng)算例上進(jìn)行了比較分析。 3.為了改善風(fēng)電并網(wǎng)后互聯(lián)系統(tǒng)的動(dòng)態(tài)穩(wěn)定性，將附加阻尼控制靜止無(wú)功補(bǔ)償器(Static Var Compensator，SVC)引入含風(fēng)電的互聯(lián)系統(tǒng)。以含雙饋感應(yīng)發(fā)電機(jī)的風(fēng)電系統(tǒng)功率關(guān)系為基礎(chǔ)，推導(dǎo)了在轉(zhuǎn)子電流限制條件下風(fēng)電機(jī)組的無(wú)功功率極限，借助開(kāi)環(huán)系統(tǒng)的留數(shù)指標(biāo)定位SVC加裝點(diǎn)；從暫態(tài)能量的角度分析了含SVC的互聯(lián)系統(tǒng)區(qū)域模式振蕩的能量描述問(wèn)題；設(shè)計(jì)了用于改善系統(tǒng)阻尼特性的SVC附加阻尼控制器，并采用特征根靈敏度法確定控制器參數(shù)。最后在IEEE2區(qū)域4機(jī)系統(tǒng)上進(jìn)行有效性驗(yàn)證和研究。 4.電力系統(tǒng)穩(wěn)定器(Power System Stabilizer，PSS)為勵(lì)磁系統(tǒng)產(chǎn)生輔助控制信號(hào)來(lái)改善系統(tǒng)的阻尼進(jìn)而抑制低頻振蕩。迄今為止，已提出了多種不同的PSS設(shè)計(jì)方法，并得到了不同程度的應(yīng)用。為推動(dòng)不同類(lèi)型的PSS在電力系統(tǒng)中的實(shí)際應(yīng)用，對(duì)4種有代表性的PSS設(shè)計(jì)方法的原理和特性進(jìn)行比較研究，包括傳統(tǒng)PSS、單神經(jīng)元PSS、自適應(yīng)PSS和多頻帶PSS。為使比較研究具有共同的基礎(chǔ),這4種PSS的參數(shù)都采用最速下降法優(yōu)化確定。最后，以8機(jī)24節(jié)點(diǎn)系統(tǒng)為例對(duì)這4種PSS設(shè)計(jì)方法的性能進(jìn)行了比較分析。
【圖文】：

圖 1-1 近十年世界風(fēng)力發(fā)電裝機(jī)容量發(fā)展趨勢(shì)柱狀圖Fig.1-1 Global cumulative installed wind capacity (2001-2012)2001 2002 2003 2004 2005 2006 2007 2008 2009 2010 2011 2012年份

圖 1-1 近十年世界風(fēng)力發(fā)電裝機(jī)容量發(fā)展趨勢(shì)柱狀圖Fig.1-1 Global cumulative installed wind capacity (2001-2012)05000000000500000000050000000002001 2002 2003 2004 2005 2006 2007 2008 2009 2010 2011 20126500 7270 8133 82071153114703202852687238467 39059405614479923900311003943147620590917393893889120624158975198007238050282587新增容量（MW）總裝機(jī)容量（MW）年份
【學(xué)位授予單位】：華南理工大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：博士
【學(xué)位授予年份】：2014
【分類(lèi)號(hào)】：TM614;TM712

【參考文獻(xiàn)】

相關(guān)期刊論文 前10條

1 劉其輝;賀益康;張建華;;交流勵(lì)磁變速恒頻雙饋型異步發(fā)電機(jī)的穩(wěn)態(tài)功率關(guān)系[J];電工技術(shù)學(xué)報(bào);2006年02期

2 尹明;王成山;葛旭波;張義斌;;中德風(fēng)電發(fā)展的比較與分析[J];電工技術(shù)學(xué)報(bào);2010年09期

3 郝正航;余貽鑫;;雙饋風(fēng)電場(chǎng)對(duì)電力系統(tǒng)阻尼影響的轉(zhuǎn)矩分析[J];電工技術(shù)學(xué)報(bào);2011年05期

4 姚偉;文勁宇;程時(shí)杰;蔣林;;考慮時(shí)滯影響的SVC廣域附加阻尼控制器設(shè)計(jì)[J];電工技術(shù)學(xué)報(bào);2012年03期

5 張運(yùn)洲;白建華;辛頌旭;;我國(guó)風(fēng)電開(kāi)發(fā)及消納相關(guān)重大問(wèn)題研究[J];能源技術(shù)經(jīng)濟(jì);2010年01期

6 王克文,謝志棠,史述紅,楊宛輝;基于概率特征根分析的電力系統(tǒng)穩(wěn)定器參數(shù)設(shè)計(jì)[J];電力系統(tǒng)自動(dòng)化;2001年11期

7 薛禹勝,周海強(qiáng),顧曉榮;電力系統(tǒng)分岔與混沌研究述評(píng)[J];電力系統(tǒng)自動(dòng)化;2002年16期

8 雷亞洲;與風(fēng)電并網(wǎng)相關(guān)的研究課題[J];電力系統(tǒng)自動(dòng)化;2003年08期

9 尹明;李庚銀;周明;趙成勇;;雙饋感應(yīng)風(fēng)力發(fā)電機(jī)組動(dòng)態(tài)模型的分析與比較(英文)[J];電力系統(tǒng)自動(dòng)化;2006年13期

10 遲永寧;王偉勝;劉燕華;戴慧珠;;大型風(fēng)電場(chǎng)對(duì)電力系統(tǒng)暫態(tài)穩(wěn)定性的影響[J];電力系統(tǒng)自動(dòng)化;2006年15期

本文編號(hào)：2532783