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风电脱网在线预警方法研究

作　者: 韩树山
导　师: 陈树勇
学　校: 东北电力大学
专　业: 电气工程
关键词: 风电风电基地脱网暂态稳定故障在线预警
分类号: TM614
类　型: 硕士论文
年　份: 2014年
下　载: 15次
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内容摘要

随着风电大规模并网运行，风电基地内机组连锁脱网事故也频频发生。据统计2011年到2012年，我国共发生205次风电脱网事故。这些事故对电网安全运行带来不同程度的威胁。因此，及时有效地对风电连锁脱网事故进行预警是提高电网安全稳定运行的关键。本文将风电脱网引入电力系统在线暂态安全评估之中，对扰动后的风电脱网情况、连锁故障发生后电力系统暂态稳定性进行在线评估，为建立风电脱网在线预警系统奠定基础。主要内容及成果如下：（1）从典型的风电脱网案例入手，分析、总结风电脱网原因。在此基础上，根据风电场并网国家标准和酒泉风电基地低电压穿越试验结果，建立了比较完善的机组脱网判断指标。（2）提出了基于电气距离的预想故障筛选方法。分析比较不同的电气距离计算方法，选择合适风电脱网预想故障集筛选的电气距离算法。利用电气距离对故障进行排序、筛选生成最有可能使风电脱网的预想故障，显著提高了在线计算效率。（3）针对在线数据中将风电机组直接并于高压电网，提出虚拟接入阻抗法，对风电场低电压侧故障进行在线等效仿真。（4）建立了风电脱网预警计算模型，计算电网暂态过程中风电机组脱网容量，并将风电机组脱网作为扰动加于事故过程，分析这种连锁故障给系统带来的稳定问题，为电力系统调度人员提供正确的决策支持，预防连锁事故发生。通过对酒泉风电基地仿真研究验证了理论方法的正确性和预警模型有效性。

全文目录

摘要  6-7
Abstract  7-12
第1章绪论  12-22
  1.1 选题背景及意义  12-14
    1.1.1 我国风电发展概况  12-13
    1.1.2 风电并网与电网安全  13-14
  1.2 课题的研究现状  14-20
    1.2.1 风电场建模  14-15
    1.2.2 电力系统暂态稳定分析  15-17
    1.2.3 计及风电的在线预警研究  17-18
    1.2.4 在线预警的故障集筛选  18-19
    1.2.5 电力系统在线暂态稳定计算  19-20
  1.3 主要研究工作  20-22
第2章我国典型风电脱网事故分析  22-41
  2.1 酒泉“2.24”脱网事故反演  22-28
    2.1.1 酒泉风电基地概况  22-24
    2.1.2 事故概况  24
    2.1.3 事故仿真  24-27
    2.1.4 仿真结果有效性分析  27-28
  2.2 典型的大规模风电脱网事故案例  28-33
  2.3 风电机组连锁脱网原因  33-39
    2.3.1 电压跌落导致风电机组脱网  33-36
    2.3.2 电压骤升导致风电机组脱网  36
    2.3.3 风电机组不具备 LVRT 导致脱网  36
    2.3.4 风电大规模集中并网模式导致脱网事故扩大  36-38
    2.3.5 频率保护动作导致脱网  38
    2.3.6 风电自身故障频发导致脱网  38-39
    2.3.7 机组因电压、电流不平衡保护动作脱网  39
    2.3.8 风电机组因系统稳定控制被切机  39
  2.4 本章小结  39-41
第3章风电脱网预警关键技术  41-65
  3.1 风电脱网在线预警系统  41-42
  3.2 风电场在线建模  42-45
    3.2.1 风电场在线模型  42-43
    3.2.2 仿真验证  43-45
  3.3 风电机组脱网指标  45-52
    3.3.1 传统的风电机组脱网指标  45-46
    3.3.2 计及机组故障的风电脱网指标  46-50
    3.3.3 算例分析  50-52
  3.4 风电脱网预想故障的筛选  52-61
    3.4.1 风电脱网预想故障集  52-53
    3.4.2 基于电气距离的外部故障（C2）筛选  53-58
    3.4.3 算例分析  58-61
  3.5 风电场低电压故障在线仿真  61-64
    3.5.1 风电场低电压故障在线等效仿真原因  61
    3.5.2 风电场短路电流分析  61-62
    3.5.3 接入阻抗计算  62-63
    3.5.4 仿真验证  63-64
  3.6 本章小结  64-65
第4章预警系统的构建  65-71
  4.1 系统核心框架  65-67
  4.2 应用算例  67-70
  4.3 本章小结  70-71
第5章结论  71-73
参考文献  73-79
攻读硕士学位期间取得的研究成果  79-80
  发表的学术论文  79
  曾参与科研项目情况  79-80
致谢  80

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