大型风电场接入对区域电网暂态电压稳定影响的研究

摘要

针对大型风电场及风场群接入电力系统带来的电压稳定问题进行探讨。对大型风电场及风场群出力建模、含风场电力系统的静态电压稳定计算、含风场群的电力系统暂态电压稳定计算问题进行了研究，提出了新的建模计算方法，其计算精度较高、速度快，更适于含有风电场的系统潮流及稳定计算。
　　 提出了一种基于Nataf逆变换的风场群相关风速建模方法。该方法通过历史风速相关矩阵建立风场群内部各个风电场之间的相关风速样本空间，并根据风机出力特性得到风场群出力模型。解决了“基地化”开发风力资源带来的风场群相关风速建模问题，所建风场群相关风速模型更符合实际风电场的风速分布规律，使风电场接入电网的潮流及稳定计算结果更准确。
　　 考虑参数化特征值灵敏度，对含风电场电力系统静态电压稳定裕度进行修正，使得基于连续潮流计算的静态电压稳定裕度与实际系统的静态电压稳定性更为一致，通过IEEE14节点系统算例验证了所提算法的可行性及有效性。
　　 利用多元线性回归模型预测含风电场电力系统静态电压稳定裕度。该方法预测静态电压稳定裕度时仅需要将基本潮流计算所得发电机无功备用作为回归方程的输入，解决了传统蒙特卡罗法计算时间长、不适合在线计算的问题。将所提算法应用到IEEE30节点及IEEE118节点静态稳定测试系统，显示了较高的预测精度及较快的计算速度。
　　 首次将Nataf方法与随机响应面法相结合，通过暂态时域仿真得到含风场群系统的暂态电压稳定概率统计特性。IEEE39节点及IEEE145节点暂定稳定算例表明，所提算法为风场群接入系统的暂态稳定概率统计提供一种有效的建模分析方法，能快速计算含风场群系统暂态稳定概率统计特征，为含有风场群的电力系统暂态稳定分析提供有力的参考。
　　 本文所提建模计算方法为风电场风速预测提供一种新的思路，为系统规划设计及安全稳定运行方式制定提供有力参考。

目录

声明

摘要

第1章 绪论

1．1 研究背景及研究意义

1．2 国内外研究现状

1．2．1 大型风电场及风场群建模研究现状

1．2．2 电压稳定分析研究现状

1．3 本文的主要研究工作

第2章 大型风电场及风场群建模

2．1 引言

2．2 大型风电场建模方法

2．2．1 风电场风速分布模型

2．2．2 风机出力模型

2．3 风场群建模方法

2．3．1 基于Nataf逆变换的风场群相关风速建模

2．3．2 风场群建模流程

2．4 大型风电场及风场群建模算例分析

2．4．1 大型风电场风速建模算例

2．4．2 风场群建模算例

2．5 本章小结

第3章 含大型风电场及风场群的系统静态电压稳定性

3．1 引言

3．2 连续潮流法计算系统静态电压稳定性

3．2．1 连续潮流法

3．2．2 静态稳定分析中的电压稳定欲度

3．3 参数化特征值灵敏度修正系统静态电压稳定裕度

3．3．1 参数化特征值灵敏度

3．3．2 延拓潮流空间中计算参数化特征值灵敏度

3．3．3 计算流程

3．4 多元线性回归法预测系统静态电压稳定裕度

3．4．1 多元线性回归模型

3．4．2 多元线性回归模型的统计检验

3．4．3 计算流程

3．5 算例分析

3．5．1 算例一

3．5．2 算例二

3．5．3 算例三

3．5．4 算例四

3．6 本章小结

第4章 含大型风电场及风场群的系统暂态电压稳定性

4．1 引言

4．2 暂态稳定分析数值解法

4．3 随机响应面法

4．3．1 算法及其实现

4．3．2 随机响应面法计算精度验证

4．4 含风场群系统暂态稳定分析

4．4．1 算法及其实现

4．4．2 计算流程

4．5 算例分析

4．5．1 算例一

4．5．2 算例二

4．6 本章小结

第5章 结论与展望

5．1 结论

5．2 展望

参考文献

在学期间发表的学术论文

在学期间参加的科研工作及工程项目

致谢