风电场接入对海南电网安全稳定影响的研究

摘要

大力开发风能资源，对于弥补海南省一次能源不足，建立海南生态旅游省具有十分重要的意义。本文以海南电网风电场接入现状的基础，围绕风电场接入对后对海南电网的稳态、暂态方面的影响，以及机组低压穿越对电网稳定性的影响展开分析与研究，具体工作如下:
　　在阐述国内外风电场现状及发展趋势的基础上，结合海南省的风电资源，分析了海南电网风电规模现状和发展风力发电的必要性。
　　根据海南风电场及海南电网的发展现状，阐述风电场数学模型，主要包括风速-功率转化模型、转子及其控制模型、发电机/变频器及其控制系统模型。基于海南电网风电场接入方案、以PSD-BPA为仿真平台，结合2012年海南电网实测负荷、开机方式、220kV、110kV线路、主变参数和风电场机组参数建立2012年海南电网典型方式模型。
　　针对枯大、丰小两种典型方式，从风电场无功补偿装置容量、控制方式校验各风电场无功补偿装置的合理性;根据风电场在不同出力水平下的系统潮流，分析风电场对系统网损、潮流等方面的影响，并提出风电控制措施，以指导海南电网调度工作。
　　基于BPA平台模拟线路短路故障，分析220kV、110kV线路发生N-1故障对系统暂态稳定性的影响，在此基础上，进一步分析不同故障类型、故障点距离的对系统的影响;研究同塔并架线路发生N-2三相短路故障下的系统暂态稳定性;分析风电场附近机组跳闸对风电机组的影响。
　　结合国内外电网对于风电场低电压穿越能力的要求，分析海南电网各风电场具备低电压穿越能力的必要性，研究风电场低电压穿越能力对海南电网稳定性的影响，以及对电网稳定性的影响，对不具备低电压穿越能力的风电场提出改造措施建议。
　　最后，论文总结了风电场接入对海南电网安全稳定的影响，并从风电规划建设、风电并网技术规范及风电调度运行这三个方面，提出了改善风电场接入对海南电网安全稳定影响的措施。

目录

声明

摘要

插图索引

附表索引

第1章 绪论

1．1 课题的研究背景和意义

1．2 国内外风电发展现状

1．2．1 国内外风电现状

1．3 未来风电发展的趋势

1．4 本文主要研究内容

第2章 海南风电概况

2．1 海南风能资源

2．2 海南风电场

2．2．1 风电场规模

2．2．2 风电机组机型

2．2．3 风电机组运行条件

2．3 海南电网简述

2．4 本章小结

第3章 风电机组接入后的海南电网BPA仿真建模

3．1 计算分析工具

3．2 风电机组模型

3．2．1 风电机组类型

3．2．2 风电机组模型

3．3 风电场接入方案

3．4 风电场无功补偿配置

3．5 海南电网BPA仿真

3．5．1 典型方式确定

3．5．2 BPA仿真建模思路

3．6 本章小结

第4章 风电场接入后海南电网的稳态分析

4．1 枯大方式下稳态分析

4．1．1 风电场接入无功电压分析

4．1．2 文昌风电场对电网电压、网损、潮流的影响

4．1．3 西部风电场联合对无功电压、网损、潮流的影响

4．1．4 全部风电场联合对无功电压、网损、潮流的影响

4．2 丰小方式下稳态分析

4．2．1 风电场的无功电压分析

4．2．2 文昌风电场对电网电压、网损、潮流的影响

4．2．3 西部风电场联合对无功电压、网损、潮流的影响

4．2．4 全部风电场联合对无功电压、网损、潮流的影响

4．3 本章小结

第5章 风电场接入对海南电网暂态稳定性的影响分析

5．1 风电场接入后的系统暂态稳定性分析

5．1．1 孤网方式下暂态稳定分析

5．1．2 联网典型运行方式下的稳定性分析

5．2 运行风电场实际事故的原因分析及过程仿真

5．3 本章小结

第6章 风电机组低电压穿越能力对系统稳定的影响

6．1 风电机组低压穿越能力的概述

6．2 风电机组低压穿越能实现方案

6．3 国内外对于并网风电机组低电压穿越能力的要求

6．4 海南省运行及规划风电机组的电压保护特性

6．5 风电机组的低电压穿越能力对海南电网稳定性的影响

6．6 改善电网故障情况下风电场的整体暂态电压特性的措施分析

6．7 本章小结

第7章 结论与展望

7．1 结论

7．2 展望

参考文献

致谢

附录A 附图

附录B 附表