分布式风电接入对110kV地区电网无功电压特性的影响研究

摘要

风电作为一种清洁能源，大规模的开发利用已呈不可阻挡之势，如何科学合理的实现风电资源的效益最大化，同时又要保证接入电网的安全稳定，是摆在电网管理工作者面前一道紧迫的课题。本文将研究风电利用对电网安全稳定运行的影响，实现风电利用与电网安全的共赢，为未来几年合理利用风电资源提供技术支持。
　　分散式风电接入110kV地区电网，风电功率的波动性和电网结构的薄弱都会给电网电压稳定性造成影响。本文介绍了风力发电系统的构成和常用双馈异步风力发电机模型，分析了风力发电机恒功率因数和恒电压两种控制方式的异同。以湖南省某110kV地区电网为例，使用电力系统分析综合程序(PSASP)搭建仿真计算平台，研究不同控制方式下风电波动对电网电压的影响。本文主要内容包括：
　　首先介绍了风电场并网以及脱网对电网造成的影响；介绍了湖南省风电发展情况，绘制了我省“十二五”前四批风电规划项目的分布图，并分地区对风电场数量进行了统计；详细介绍了湖南郴州地区2015底风电场装机情况；
　　其次介绍了恒速异步风电机组、双馈变速异步风电机组、永磁直驱同步风电机组等三种类型的风电机组的特性；恒功率和恒电压下并网电压稳定分析；以及常用的无功补偿设备 SVC/SVG的配置原则与控制策略；
　　接着在郴州电网夏大、夏小、冬大三种典型运行方式下，风机恒功率因数和恒电压两种控制模式下，研究了郴州地区接入110kV风电场的电压无功特性；通过电力系统分析综合程序(PSASP)搭建仿真计算平台，揭示了110kV并网风电场电压随出力波动呈现先增大后降低的变化趋势，并对产生这种变化趋势了原因进行了理论分析；
　　最后在风机具备低电压穿越能力和风机不具备低电压穿越能力两种情况下，分析了风电场近区系统部分线路三永故障后的风电场脱网情况；同时，研究了郴州地区夏大、夏小、冬大三种典型运行方式下，阵风扰动、渐变风扰动以及风电场脱网等对电网电压的影响。

目录

声明

第1章 绪论

1.1 课题研究背景及意义

1.2国内外风力发电研究概述

1.3 湖南风电发展情况

1.4 论文的主要内容与结构安排

第2章 风电机组并网及无功补偿设备运行特性和控制方法

2.1分布式发电介绍

2.2 风电机组类型

2.3 双馈风电场并网电压稳定控制分析

2.4 配电网无功补偿设备配置原则与控制策略

2.5 本章小结

第3章 含分散式风电场的配电网电压波动分析

3.1 计算基础条件

3.2 恒功率因数控制下的电压无功特性

3.3 恒电压控制下的电压无功特性

3.4 风电场无功补偿容量

3.5 总结

第4章 风电场并网对电网稳定性以及脱网对电网电压的影响

4.1 风力发电机组低电压穿越特性

4.2 计算基础

4.3 算例分析

4.3 本章小结

第5章 结论与展望

5.1 本文的主要工作

5.2 对今后工作的展望

参考文献

致谢

附录