大規(guī)模風(fēng)電接入對(duì)系統(tǒng)動(dòng)態(tài)穩(wěn)定影響機(jī)理分析研究.pdf

1、近年來(lái)，我國(guó)區(qū)域電網(wǎng)互聯(lián)的現(xiàn)象越來(lái)越明顯，互聯(lián)電力系統(tǒng)中的動(dòng)態(tài)穩(wěn)定性問(wèn)題是電力系統(tǒng)分析研究中備受關(guān)注的問(wèn)題。同時(shí)，由于政策的導(dǎo)向作用以及生產(chǎn)技術(shù)的進(jìn)步，風(fēng)力發(fā)電在電力系統(tǒng)中所占比例越來(lái)越高，中國(guó)有越來(lái)越多的大規(guī)模風(fēng)電場(chǎng)并入輸電網(wǎng)絡(luò)中，并且并網(wǎng)規(guī)模還在進(jìn)一步提高。對(duì)于大規(guī)模風(fēng)電接入電力系統(tǒng)后的系統(tǒng)動(dòng)態(tài)穩(wěn)定的變化規(guī)律以及影響機(jī)理還沒(méi)有得到充分全面的研究。本文建立了用于動(dòng)態(tài)穩(wěn)定性分析的不同類型風(fēng)電機(jī)組數(shù)學(xué)模型，研究了大規(guī)模風(fēng)電場(chǎng)接入對(duì)系統(tǒng)動(dòng)態(tài)

2、穩(wěn)定的影響及機(jī)理，并提出了抑制系統(tǒng)動(dòng)態(tài)失穩(wěn)的風(fēng)電機(jī)組穩(wěn)定控制模型。
　　 首先，建立了定速感應(yīng)風(fēng)電機(jī)組、雙饋感應(yīng)風(fēng)電機(jī)組以及永磁直驅(qū)風(fēng)電機(jī)組的數(shù)學(xué)模型，定速感應(yīng)風(fēng)電機(jī)組的數(shù)學(xué)模型包括空氣動(dòng)力學(xué)系統(tǒng)模型、鼠籠式感應(yīng)發(fā)電機(jī)模型、機(jī)械傳動(dòng)系統(tǒng)模型;雙饋感應(yīng)風(fēng)電機(jī)組的數(shù)學(xué)模型包括空氣動(dòng)力學(xué)模型、發(fā)電機(jī)變換器等效模型、機(jī)械傳動(dòng)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(fēng)電機(jī)組的數(shù)學(xué)模型包括發(fā)電機(jī)變換器等效模型、變換器控制系統(tǒng)模

3、型，并推導(dǎo)了各自用于動(dòng)態(tài)穩(wěn)定分析的線性化狀態(tài)方程。同時(shí)推導(dǎo)了風(fēng)電場(chǎng)的等值系統(tǒng)模型，提出了一種當(dāng)風(fēng)電場(chǎng)內(nèi)風(fēng)速不同時(shí)等值風(fēng)速的求解方法。
　　 其次，闡述了電力系統(tǒng)動(dòng)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(fēng)電機(jī)組接入測(cè)試系統(tǒng)后對(duì)系統(tǒng)阻尼力矩的影響趨勢(shì)，進(jìn)而說(shuō)明了不同類型風(fēng)電機(jī)組與系統(tǒng)阻尼的相互作用機(jī)理。
　　 然后，研究并總結(jié)了風(fēng)電場(chǎng)的接入對(duì)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(fēng)電場(chǎng)

4、的兩區(qū)域測(cè)試系統(tǒng)模型，考慮系統(tǒng)容量、同步發(fā)電機(jī)退出方式、風(fēng)電場(chǎng)接入位置、風(fēng)電機(jī)組類型變化的情況，研究了風(fēng)電場(chǎng)接入對(duì)系統(tǒng)低頻振蕩模態(tài)及阻尼特性的影響規(guī)律。針對(duì)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(fēng)電場(chǎng)接入對(duì)電力系統(tǒng)動(dòng)態(tài)穩(wěn)定性的影響，當(dāng)萬(wàn)全電網(wǎng)內(nèi)風(fēng)電場(chǎng)并網(wǎng)比例增加時(shí)，系統(tǒng)阻尼的變化很小;當(dāng)沽源電網(wǎng)內(nèi)風(fēng)電場(chǎng)并網(wǎng)比例增加時(shí)，可以改善系統(tǒng)的阻尼特性，主要與風(fēng)電機(jī)組并網(wǎng)后所替換的同步發(fā)電機(jī)組有關(guān)。
　　 最后，提出了基于雙饋風(fēng)電機(jī)組