大规模风电并网对电压稳定的影响研究

来源 :青岛大学 | 被引量 : 0次 | 上传用户:ecnuzk2010
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环境污染、气候变化、能源枯竭等问题的日益严重引起了全世界的关注,新能源的探索与研究在世界各国悄然兴起。因为风电是目前新能源中很有发展前景且技术非常成熟的一种高效、清洁的发电方式,所以近年来得到了迅猛的发展,其作为新能源中发展势头最强的一种发电方式逐渐被各国大量研究、应用。虽然风电具有对环境友好、风能易获取等特点,但是随着风电的大规模并网,其自身的波动性和随机性也对并网后的电力系统的电压产生了冲击,而电压失稳会造成电网事故频发等问题,严重威胁着人类正常的生产、生活。首先,本文介绍了风电发展的背景和意义,在总结了全球风电发展情况的基础上分析了近年来我国在此领域所取得的成就,通过图表和数据,对比了我国与世界其他国家在风电发展和研究方面的进展。本文还总结了静态和暂态电压稳定的研究现状及风电并网系统电压稳定性的研究现状,为了提高风电并网系统的电压稳定性,本文还探讨了风电场无功补偿的研究现状。其次,本文建立了风速、叶片和传动部分模型,对这几种模型做了分类研究,此后,在风机模型的基础上研究了DFIG的模型,分析了其控制策略。本文从静态过程和动态过程两个方面分析了电力系统电压失稳的过程,针对分析电压失稳的方法,本文总结了PV曲线法、VQ曲线法和灵敏度分析法等电力系统静态电压稳定分析方法及用于暂态电压稳定的分析的时域仿真法。再次,本文在IEEE30系统的基础上做了调整,在系统中的1、8、13节点处添加了含有不同风机数量的风电场,在2、5、11节点处使用传统的火力发电厂,使用调整后的模型研究了风电并网对静态电压稳定的影响。此后,本文分别采用了PV曲线法和VQ曲线法分析了风电场不同出力和风电场切机两个方面对模型系统电压稳定性的影响,对影响结果进行了总结。最后,本文在PSCAD软件中构建了模型,将大规模的风电场等值为单台风机,以此来分析大规模风电并网对电压稳定的影响。本文从单相和三相两个方向研究了短路故障对模型系统暂态电压稳定性的影响。结果显示,当风电并网系统发生短路故障后,系统的节点电压会突然跌落,短路故障对系统的稳定性产生了冲击,三相短路故障对系统稳定性的影响明显大于单相短路故障。鉴于短路故障影响系统的稳定性,本文根据无功补偿装置对模型系统电压稳定的影响结果,分别利用NGA和INGA两种算法对模型系统做了无功补偿,将补偿结果做了对比。补偿结果显示,INGA相较NGA在收敛性和精确度上均有所改善。
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