汕尾东洲110kV变电站风电接入点电能质量监测

摘要

近年来，由于国家政策的促进，我国风资源丰富地区的风电穿透功率迅速增长。截止2006年底，我国风电总装机容量达到2589MW，年增长率高达105.5％。由于装机容量较大的风电场一般接入110kV甚至更高电压等级的输电网，风电场接入后对电网的影响范围更大。 在中国，风资源丰富地区一般都远离负荷中心，电网结构也比较弱，象汕尾地区，因此，大规模风电接入电网后出现了输电线路过载、电压水平降低、系统暂态稳定性改变等问题。同时，电力系统的调度和运行也受到风电间歇性的影响，需要电力系统备用来补偿风电的波动。本论文研究汕尾红海湾风电场接入对电网电能质量带来的影响，研究开发了风电场接入电力系统后电能质量的监测系统。 本论文是采用当今测控领域的最新技术-虚拟仪器技术研制能实时监测上述五项电能质量指标的数字式装置，对监测结果进行深入分析，针对汕尾东洲110kV变电站风电接入点的电能质量，研究风电接入点电能质量的影响，为电力部门提供详细的电能质量监测分析结果。 虚拟仪器是现代计算机软硬件技术飞速发展的产物，已正逐步取代传统的电子仪器，是现代电力电子测量仪器的发展方向。虚拟仪器主要应用于测量、控制和仿真，将虚拟仪器技术引入到电力系统中具有极其广阔的应用前景。在虚拟仪器开发工具方面，美国国家仪器公司的LabVIEW开发平台是目前虚拟仪器研制开发的杰出代表。本文研究的电能质量在线监测技术的核心部分就是采用LabVIEW及其数据采集卡开发的。 “软件就是仪器”是虚拟仪器技术的主要特点，本文采用LabVIEW图形化软件实现了原来用硬件实现的FFT变换、防频谱泄漏和抗混叠等一系列功能。硬件方面采用基于PCI总线的工控机和一个信号调理器。工控机自带有液晶、硬盘、键盘等，可以在监测点就地显示监测波形和数据，将来还可以实现通过局域网、公共电话网远传到监测中心进行进一步的分析研究。 通过这个监测系统，实时监测客观真实的电能及其影响的定量数据，为电力系统的技术管理部门提供监测“电能”这个特殊商品的质量的平台。

目录

文摘

英文文摘

声明

第一章绪论

1.1理论研究背景

1.1.1风能概述

1.1.2国内外风力发电的现状及趋势

1.1.3风力发电的特点和趋势

1.2汕尾风力发电状况

1.3汕尾东洲110KV变电站基本情况

1.4风电场接入点电能质量监测的意义

1.5衡量电能质量的指标

1.5.1频率质量

1.5.2电压质量

1.6本研究的主要内容

1.7本章小结

第二章风电对接入点电能质量的影响分析

2.1风电引起的谐波

2.2风电引起的电压波动闪变

2.3风电引起的三相不平衡

2.3.1风电引起的电压偏差

2.3.2风电引起的电压变动

2.4风电引起的功率波动

2.5本章小结

第三章风电接入点电能质量监测系统的硬件配置

3.1电源的选择

3.1.1AC/DC(LH10-B05)

3.1.2DC/DC(IA0515KS-2W)

3.2霍尔传感器

3.2.1电流传感器(LV28-P)

3.2.2电压传感器(LTS6-NP)

3.3信号调理电路

3.4锁相倍频电路

3.5接线盒与数据采集卡

3.5.1接线盒

3.5.2数据采集卡

3.6工控机

3.7本章小结

第四章风电接入点电能质量监测系统的软件设计

4.1虚拟仪器的概述

4.2虚拟仪器的优势

4.3虚拟仪器的现状及其发展

4.4LabVIEW软件开发平台简介

4.4.1LabVIEW--用于设计、控制和测试的分布式智能

4.4.2具有长期连贯性的开放平台

4.4.3LabVIEW的核心技术优势

4.4.4适用于设计、控制和测试的集成化平台

4.5LabVIEW界面实现的功能和各参数的计算思路

4.5.1基本功能：

4.5.2界面

4.6本章小结

第五章110KV东洲变电站风电电能监测系统

5.1概述

5.2监测系统的使用

5.2.1登陆

5.2.2软件界面

5.2.3菜单

5.3数据库的使用

5.3.1备份数据库

5.3.2还原数据库

5.4本章小结

结论和展望

参考文献

攻读硕士学位期间取得的研究成果

致谢