风电接入对电网的影响及对策研究

论文摘要

现代工业的飞速发展和化石能源的日趋枯竭,导致能源和环境问题日趋严峻,风电作为一种可再生的绿色能源,已成为世界上发展最快的可再生能源。由于风力发电具有随机性,间歇性和不可控性,随着风电在电网中所占的比例越来越大,其对电网的影响也日益突出,本文就电网实际调度运行中可能出现的问题,主要开展了以下几个方面的研究：研究了风电接入电网的潮流计算问题,为了研究风电接入电网后对系统稳态运行的影响,首先要解决含风电系统的潮流计算问题。本文依据风力发电机的模型,在传统潮流计算算法的基础上,总结出了含风电系统的潮流计算方法,并通过实例进行了验证。研究了风电接入后对系统电压偏差的影响及对策,由于风力发电的随机性,间歇性和不可控性,大容量风电的接入必然对其所接入电网的电能质量产生影响,这其中最明显的是由于风电场对无功的吸收而导致对系统电压偏差的影响。依据无功就地平衡的原则解决这一问题最经济有效的方案是风电场就地进行无功补偿,在确定无功补偿方案时,本文认为可以以风电场接入点电压偏差最小为目标函数,以风速为唯一变量进行计算,并对添加了补偿后的系统进行了潮流计算,验证无功补偿的效果。研究了风电接入对继电保护的影响,目前在进行继电保护配置和整定时,对风电的考虑不足,而且由于传统的分段式电流保护对含有分布式电源的系统适应性较差,当风电场的容量较大时,由于其能提供较大的短路电流,很可能会造成保护的误动,本文分析了风电场对传统继电保护的影响,提出了几种改进方案,并对孤岛保护进行了探讨。

论文目录

• 摘要
• ABSTRACT
• 第一章 绪论
• 1.1 风力发电的发展
• 1.2 选题背景和意义
• 1.3 电力系统潮流计算
• 1.4 论文的主要内容
• 第二章 风力发电机组性能研究
• 2.1 风力发电机机械功率特性
• 2.2 基于普通异步发电机的定速风电机组的机电特性
• 2.2.1 定速风力发电机组的结构
• 2.2.2 定速风力发电机组稳态特性
• 2.3 基于双馈异步发电机的变速风电机组的机电特性
• 2.3.1 双馈式异步风力发电机组的结构
• 2.3.2 双馈式异步发电机的结构的稳态模型
• 2.4 基于永磁同步发电机的变速风电机组的机电特性
• 第三章 含风电系统的潮流计算
• 3.1 潮流计算中风电场节点的处理
• 3.2 潮流计算算法及流程
• 3.2.1 传统潮流模型的修正
• 3.2.2 计算流程
• 3.3 算例验证及结果分析
• 第四章 风电场接入引起电压偏差的分析和对策研究
• 4.1 风电接入引起电压偏差的原因分析
• 4.2 电压偏差的解决对案
• 4.2.1 无功电源的配置
• 4.2.2 系统侧电压调整
• 4.3 风电接入引起电压偏差的解决方案
• 4.3.1 无功功率电源的选择
• 4.3.2 就地补偿方案及算例分析
• 第五章 风电接入对继电保护的影响
• 5.1 风电场引起的保护误动分析
• 5.1.1 基本原理
• 5.1.2 相应线路保护改造方法
• 5.1.2.1 自适应电流保护
• 5.1.2.2 含风电系统的线路纵差保护
• 5.2 风电作为分布式电源的特性研究
• 5.2.1 系统故障时风电场非孤岛运行研究
• 5.2.2 风电场接入后对变电站原有保护整定值的影响
• 5.2.3 风电场失稳时间对变电站原有保护动作值的影响
• 5.2.4 系统故障时风电场非孤岛运行研究
• 第六章 结论
• 附录
• 参考文献
• 致谢
• 学位论文评阅及答辩情况表