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大型风电场接入电网后的系统稳定性分析

作　者: 杨娜
导　师: 张焰
学　校: 上海交通大学
专　业: 电力系统及其自动化
关键词: 风电场电力系统小干扰稳定暂态稳定潮流算法风电场建模
分类号: TM712
类　型: 硕士论文
年　份: 2008年
下　载: 1050次
引　用: 9次
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内容摘要

大容量风电场并网运行势在必行。由于大型风电场并网时具有和其它常规能源电厂不同的特点,可能会对电力系统稳定性产生一定影响。本文以恒速恒频异步风力发电机组成的风电场为研究对象,着重研究其并入电网后对系统潮流以及稳定性的影响。论文首先研究了系统稳定性分析所需要的风电场数学模型,将风电场等值为一台风力发电机,建立了考虑传动轴柔性的风力发电机数学模型。其次,在研究含风电场的两种潮流算法(S迭代算法和修改??Q w /?V算法)基础上提出本文的改进算法,通过算例分析比较了各种潮流算法在迭代次数及计算精确度方面的优缺点。然后,采用特征值分析方法研究大型风电场接入电网后的系统小干扰稳定性问题,以一个两区域系统为例,通过求解系统特征值,分析风电场出力及接入系统距离发生变化对系统小干扰稳定性的影响,并用广义自回归神经网络对含风电场的电力系统进行小干扰稳定预测。最后,采用时域仿真法研究大型风电场接入电网后的系统暂态稳定性问题,用PSAT软件对接有大容量风电场的电力系统进行电网侧故障的暂态仿真,以IEEE-39节点算例对上述问题进行分析,对比基本风和混合风情况下的系统暂态稳定性。

全文目录

摘要  2-4
ABSTRACT  4-8
第一章绪论  8-14
  1.1 电力系统稳定定义与分类  8-9
  1.2 课题背景及意义  9-12
    1.2.1 国内外风力发电的发展现状  9-10
    1.2.2 风电场并网带来的问题  10
    1.2.3 大型风电场并网研究的现状  10-12
  1.3 本文的主要研究内容  12-14
第二章风电场的数学模型  14-23
  2.1 风速模型  14-16
  2.2 单台风力发电机的数学模型  16-21
    2.2.1 风力机的机械转矩模型  16-17
    2.2.2 风力机传动部分模型  17-19
    2.2.3 异步发电机模型  19-21
  2.3 多台风力发电机的等值数学模型  21-23
第三章含风电场的电力系统潮流算法  23-31
  3.1 S 迭代法和修改无功增量对电压的偏导数法  23-26
    3.1.1 s 迭代法  23-25
    3.1.2 修改无功增量对电压的偏导数法  25-26
  3.2 本文改进的潮流算法  26-27
  3.3 算例  27-30
  3.4 小结  30-31
第四章大型风电场接入电网后的小干扰稳定性分析  31-52
  4.1 小干扰稳定特征值分析法  31-48
    4.1.1 特征值分析法  32-36
    4.1.2 风力发电机的线性化空间模型  36-40
    4.1.3 常规元件的线性化空间模型  40-42
    4.1.4 小干扰稳定性分析的MATLAB 流程  42-43
    4.1.5 算例分析  43-47
    4.1.6 小结  47-48
  4.2 基于广义回归神经网络的小干扰稳定预测  48-52
    4.2.1 广义回归神经网络的理论  48-50
    4.2.2 算例分析  50-52
第五章大型风电场接入电网后的暂态稳定性分析  52-59
  5.1 PSAT 软件介绍  52-53
  5.2 暂态仿真模型的搭建及算例分析  53-59
第六章全文总结  59-61
参考文献  61-65
致谢  65-66
攻读硕士期间发表的论文  66-68

大型风电场接入电网后的系统稳定性分析

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