大規(guī)模風電接入對系統(tǒng)動態(tài)穩(wěn)定影響機理分析研究.pdf

1、近年來，我國區(qū)域電網(wǎng)互聯(lián)的現(xiàn)象越來越明顯，互聯(lián)電力系統(tǒng)中的動態(tài)穩(wěn)定性問題是電力系統(tǒng)分析研究中備受關(guān)注的問題。同時，由于政策的導向作用以及生產(chǎn)技術(shù)的進步，風力發(fā)電在電力系統(tǒng)中所占比例越來越高，中國有越來越多的大規(guī)模風電場并入輸電網(wǎng)絡(luò)中，并且并網(wǎng)規(guī)模還在進一步提高。對于大規(guī)模風電接入電力系統(tǒng)后的系統(tǒng)動態(tài)穩(wěn)定的變化規(guī)律以及影響機理還沒有得到充分全面的研究。本文建立了用于動態(tài)穩(wěn)定性分析的不同類型風電機組數(shù)學模型，研究了大規(guī)模風電場接入對系統(tǒng)動態(tài)

2、穩(wěn)定的影響及機理，并提出了抑制系統(tǒng)動態(tài)失穩(wěn)的風電機組穩(wěn)定控制模型。
　　 首先，建立了定速感應(yīng)風電機組、雙饋感應(yīng)風電機組以及永磁直驅(qū)風電機組的數(shù)學模型，定速感應(yīng)風電機組的數(shù)學模型包括空氣動力學系統(tǒng)模型、鼠籠式感應(yīng)發(fā)電機模型、機械傳動系統(tǒng)模型;雙饋感應(yīng)風電機組的數(shù)學模型包括空氣動力學模型、發(fā)電機變換器等效模型、機械傳動系統(tǒng)模型、槳距角控制模型、變換器控制系統(tǒng)模型;永磁直驅(qū)風電機組的數(shù)學模型包括發(fā)電機變換器等效模型、變換器控制系統(tǒng)模

3、型，并推導了各自用于動態(tài)穩(wěn)定分析的線性化狀態(tài)方程。同時推導了風電場的等值系統(tǒng)模型，提出了一種當風電場內(nèi)風速不同時等值風速的求解方法。
　　 其次，闡述了電力系統(tǒng)動態(tài)穩(wěn)定性分析的理論基礎(chǔ)，并利用阻尼力矩系數(shù)分析的方法研究了不同類型的風電機組接入測試系統(tǒng)后對系統(tǒng)阻尼力矩的影響趨勢，進而說明了不同類型風電機組與系統(tǒng)阻尼的相互作用機理。
　　 然后，研究并總結(jié)了風電場的接入對系統(tǒng)低頻振蕩模態(tài)及阻尼特性影響的規(guī)律。建立了包含風電場

4、的兩區(qū)域測試系統(tǒng)模型，考慮系統(tǒng)容量、同步發(fā)電機退出方式、風電場接入位置、風電機組類型變化的情況，研究了風電場接入對系統(tǒng)低頻振蕩模態(tài)及阻尼特性的影響規(guī)律。針對內(nèi)蒙與華北電網(wǎng)互聯(lián)系統(tǒng)，研究了張北地區(qū)大規(guī)模風電場接入對電力系統(tǒng)動態(tài)穩(wěn)定性的影響，當萬全電網(wǎng)內(nèi)風電場并網(wǎng)比例增加時，系統(tǒng)阻尼的變化很小;當沽源電網(wǎng)內(nèi)風電場并網(wǎng)比例增加時，可以改善系統(tǒng)的阻尼特性，主要與風電機組并網(wǎng)后所替換的同步發(fā)電機組有關(guān)。
　　 最后，提出了基于雙饋風電機組