大规模风电并网对电力系统安全稳定影响的研究

摘要

社会经济的发展和人们生活水平的提高依赖对能源的消耗，石油、煤炭等主要化石能源的储量不断减少。为实现可持续发展，世界各国研究和开发多种可再生能源。作为储量丰富、技术成熟的风能成为新能源开发和利用的主流方向。风力发电具有波动性、随机性、间断性等特点，大规模的风电并网对电力系统的安全稳定、调度运行造成很大影响，关于影响规律的研究和探索十分迫切。本文通过对风电机组模型、风速模型等数学模型的建立和仿真分析，以某地区电网为实例进行了大规模风电并网后对电力系统安全稳定的影响研究。 本文首先进行了风电机组原理及模型分析，在研究风速模型的基础上对当前常用风电机组类型进行介绍，包括定桨距发电机和变桨距发电机。以变桨距双馈发电机风电机组为例搭建了风机系统模型，为系统运行特性分析做好了理论基础。然后对本文所进行了风电接入后的电力系统安全稳定计算方法进行介绍，分析了当前常用了风电环境下的安全稳定计算方法，对风电并网后安全稳定仿真条件进行介绍。最后以某地区电网为例进行风电并网后安全稳定分析，在充分了解该电网风电的接入情况后从送端系统和受端系统两个方面分析电网的潮流、功角、电压等运行特性，得出风电并网后电力系统运行的一般特性，对以后的风电并网工作具有指导意义。

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Abstract

第1章 绪论

1.1 课题研究背景及意义

1.2 国内外研究现状

1.2.1 风电并网技术发展

1.2.2 风电机组应用现状

1.3 本文的主要工作

第2章 风力发电机工作原理及模型研究

2.1 引言

2.2 风速模型

2.3 并网风力发电机组的主要类型

2.3.1 定桨距感应发电机

2.3.2 变桨距风力发电机

2.4 变桨距双馈发电机风力发电系统模型分析

2.4.1 风机系统模型

2.4.2 传动系统模型

2.4.3 特点分析

2.5 本章小结

第3章 电力系统安全稳定计算方法及条件分析

3.1 引言

3.2 风电环境下电力系统安全稳定数学模型

3.3 安全稳定计算方法

3.3.1 微分方程迭代法

3.3.2 风电模型的求解方法

3.3.3 网络方程的直接三角分解和迭代相结合方法

3.3.4 微分方法和网络方程交替迭代

3.4 计算条件

3.5 本章小结

第4章 风电并网后山西电网安全稳定分析

4.1 引言

4.2 电力系统概况

4.2.1 山西电网概况

4.2.2 风电场接入情况

4.3 山西电网局部安全稳定计算及分析

4.3.1 风电送端地区系统安全稳定分析

4.3.2 风电送出地区静态电压稳定分析

4.3.3 风电受端地区系统安全稳定分析

4.4 本章小结

第5章 结论与展望

参考文献

致谢