并网风电场对电网稳定性影响的数字仿真基础研究

摘要

能源危机、电力紧缺等问题日益突出，风电作为未来最重要的清洁替代能源之一，对于缓解能源匮乏具有重要意义。随着风力发电技术不断进步，单机容量不断增大，包括中国在内的许多国家相继推出了鼓励风电的政策，并网风电场在电网中所占的比例逐渐加大，对电网带来的各种新问题也日益突出。因此有必要深入研究并网风电场对电网稳定性的影响。
　　 本文首先总结了风电技术的应用与研究现状，分析了并网风电场对电网的影响，并介绍了风电场接入电力系统的国内外技术规定。结合福建省南日岛后山仔风电场具体实例，分析了该电场对福建电网可能带来的影响。此外，还介绍了风力发电几种常用的分析和研究工具。第3章系统地归纳和阐述了风力发电的基本原理、组成和分类。第4章研究了双馈风力发电系统的建模，并在MATLAB/Simulink下建立了详细的仿真模型，系统实现了有功功率和无功功率的解耦控制与风力机的最大风能捕获控制，仿真结果验证了模型的正确性和分析的合理性。第5章研究了风力发电机组和风电场实用PSS/E模型的相关问题，介绍了PSS/E下自定义建模的流程、方法及模型调用的具体操作步骤，并提出了动态模型的初始化方法，该方法同样适用于其它电力系统仿真软件PSCAD、PSASP等的自定义建模。此外，为提高建模效率，根据风机运行实际情况，推导了忽略定子磁链变化的双馈电机三阶模型，简化了系统的建模仿真与分析过程，为开展并网风电场对电力系统稳定性影响的研究奠定基础。