黑龙江电网风电消纳能力的研究

摘要

黑龙江省风力资源丰富，适合大力发展风电。但风电的大量接入势必会对电网运行带来巨大冲击，在改变系统潮流的同时，将影响电网的电压水平，并且降低电网的安全稳定裕度。有鉴于此，本文将从黑龙江省目前的电源装机和电网结构出发，进行电网接纳风电的适应性研究，计算电网最大接纳风电能力，分析风电接入电网后的主要潮流分布以及电压水平，并对典型故障下的暂态稳定性进行评估。 电网接纳风电能力与电源装机、负荷水平、电网结构息息相关，多个因素的相互作用导致风电接纳能力计算变得异常困难。本文根据黑龙江省负荷预测、电网发展规划以及省间联络线的电力外送计划，建立了完整的电网接纳风电能力计算的数学模型，重点考虑了电网调峰能力因素。基于计算模型，进一步选择2010年和2015年作为研究水平年，进行风电接纳能力计算，从而为科学发展黑龙江省风电提供指导。 风电接入电网后，系统的潮流与节点电压将产生较大变化，因此本文对风电接入电网后的潮流与电压进行计算分析。选取典型风力发电机模型，并修正传统的电网潮流算法，形成完备的风电接入电网的潮流模型与算法。利用新算法对黑龙江省全网以及重点区域进行潮流与电压的计算分析。 根据异步风力发电机组的动态特性构建动态仿真数学模型，结合原有的电力系统暂态稳定分析技术以及PSASP暂稳分析模块搭建了考虑大规模风电场接入的电网暂态稳定分析模型。基于新建的数学模型，重点对典型故障下的黑龙江电网暂态稳定性进行仿真计算。最后总结以上分析结果，提出适用于黑龙江电网提高风电消纳能力的具体措施。

目录

声明

摘要

第一章 绪论

1．1 选题背景及其意义

1．2 国内外研究动态

1．2．1 系统调峰能力研究现状

1．2．2 风电接入对电网稳定性影响研究现状

1．2．3 含风电厂的系统潮流计算研究现状

1．2．4 风电消纳能力研究现状

1．3 论文主要工作

第二章 黑龙江电网风电出力特性分析

2．1 黑龙江电力系统总体情况

2．1．1 黑龙江电网

2．1．2 黑龙江电网的电源

2．1．3 黑龙江电网的风电

2．1．4 黑龙江电网的负荷

2．1．5 黑龙江电网的无功补偿和平衡

2．2 黑龙江省电网风电出力特性分析

2．2．1 风电出力概率分析

2．2．2 风电典型月、日出力分析

2．2．3 各区域风电场出力同时率分析

2．2．4 风电出力与负荷变化相关性分析

2．3 本章小结

第三章 以调峰能力为约束黑龙江电网风电接纳能力分析

3．1 基本计算模型

3．2 有关边界条件的调整和确定

3．2．1 全网用电负荷PLoad最大值和最小值的确定

3．2．2 联络线功率(PTrans)的确定

3．2．3 厂用电率KGen的确定

3．2．4 网损率KLoss的确定

3．2．5 全网总备用容量PReserve的确定

3．2．6 机组平均可调出力系数KG．adjust的确定

3．3 黑龙江电网可接纳风电能力分析

3．3．1 分析接纳方式的确定

3．3．2 2010年电网可接纳风电能力分析

3．3．3 2015年电网可接纳风电能力分析

3．5 本章小结

第四章 风电场接入后系统稳定性分析

4．1 风电接入后系统的潮流计算

4．2 风电接入后系统的无功电压分析

4．2．1 中部电网风电接入后无功电压分析

4．2．2 西部电网风电接入后无功电压分析

4．2．3 东部电网风电接入后无功电压分析

4．3 风电接入后系统的暂态稳定性分析

4．3．1 系统暂态稳定性分析方法

4．3．2 500kV输电线路三相短路故障下的暂态稳定性分析

4．3．3 220kV输电线路三相短路故障下的暂态稳定性分析

4．3．4 网内机组跳闸故障下的暂态稳定性分析

4．4 小结

第五章 提高黑龙江电网风电接纳能力的对策及建议

第六章 结论与展望

6．1 结论

6．2 展望

参考文献

致谢