高滲透率風電接入對系統(tǒng)穩(wěn)定特性的影響.pdf

1、風電接入電網(wǎng)將導致系統(tǒng)穩(wěn)定性改變，目前風電滲透率尚處于較低水平，隨著風力發(fā)電的大力發(fā)展，風電滲透率不斷提高，那么在地區(qū)電網(wǎng)滲透率較高的情況下區(qū)域電網(wǎng)的穩(wěn)定性可能會出現(xiàn)有別于目前低滲透率的情況。本文首先建立了雙饋式風電機組(DFIG)和鼠籠式風電機組(FSIG)的單機模型，進而提出了一種適用于雙饋式風電場和鼠籠式風電場動態(tài)等值模型的建立方法，基于風電場的動態(tài)等值模型，不斷提高滲透率，研究高滲透率風電接入對區(qū)域電網(wǎng)功角穩(wěn)定和小信號穩(wěn)定的影響

2、，最后研究了在大電網(wǎng)中提高系統(tǒng)阻尼特性和微電網(wǎng)中提高小信號穩(wěn)定性的方法。
　　本研究主要內(nèi)容包括：⑴建立了兩種風電機組的數(shù)學模型，主要包括:雙饋風電機組模型和普通鼠籠型異步電機模型。分析普通鼠籠型異步電機在穩(wěn)態(tài)和暫態(tài)時各個物理量的典型特征以及雙饋風電機組在動態(tài)和暫態(tài)時各個物理量的典型特征。⑵提出了適用于雙饋式風電場動態(tài)等值模型的建立方法。該方法將風速作為風電機組的分群指標，將基于譜聚類的改進最大最小距離算法應用于風電場分群，該分群

3、算法可以確定最佳分群數(shù)量，避免了傳統(tǒng)分群算法需要在計算前主觀設定分群數(shù)量的缺點，同時將容量加權(quán)的參數(shù)聚合方法應用于風電場等值模型的參數(shù)聚合，在控制環(huán)節(jié)的參數(shù)聚合中通過容量加權(quán)的參數(shù)聚合法以及對變流器控制器輸入信號的變化，避免了控制參數(shù)的調(diào)整。除分群指標不同之外，該方法同樣適用于鼠籠式風電場的動態(tài)等值。⑶揭示了風電接入對系統(tǒng)功角穩(wěn)定的影響機理?；陔p饋風電機組在故障期間的等效外特性和單端送電系統(tǒng)的功率特性方程，研究大規(guī)模風力發(fā)電并網(wǎng)后，對

4、送端發(fā)電系統(tǒng)和系統(tǒng)受端之間電氣距離的影響;分析近距離故障和遠距離故障下風電并網(wǎng)對系統(tǒng)功角穩(wěn)定的影響機理，并通過推導，找到了多機系統(tǒng)中使功角穩(wěn)定最好的風電滲透率。⑷分析了提高風電滲透率的方式對系統(tǒng)阻尼比的影響。推導并分析了旋轉(zhuǎn)備用容量對系統(tǒng)小信號穩(wěn)定性影響的機理，基于此解釋了在減少火電機組出力提高風電滲透率的方式下，隨著風電滲透率的提高，系統(tǒng)阻尼比出現(xiàn)不同變化規(guī)律的原因;分析雙饋風機替代火電機組對系統(tǒng)小信號穩(wěn)定性的影響機理，基于此解釋了在

5、火電機組切機以提高風電滲透率的方式下，隨著風電滲透率的提高，系統(tǒng)阻尼比不斷下降的原因。⑸研究了提高大電網(wǎng)阻尼特性和微電網(wǎng)小信號穩(wěn)定性的兩種方法。在大電網(wǎng)中，分析雙饋風電機組有功和無功附加阻尼控制策略提高系統(tǒng)阻尼的原理，并在此原理基礎(chǔ)上提出了雙饋風電機組附加阻尼控制器設計方法;在微電網(wǎng)中，提出了一種將根軌跡法和粒子群算法相結(jié)合的微電網(wǎng)中分布式電源控制器參數(shù)的協(xié)調(diào)整定方法。該方法以系統(tǒng)主特征值的實部最小化為目標函數(shù)，并利用根軌跡法確定微電網(wǎng)