大型風(fēng)電場并網(wǎng)對系統(tǒng)影響分析及其應(yīng)用研究.pdf

1、電能需求的增加和環(huán)保要求的壓力促進(jìn)了新能源的發(fā)展。風(fēng)電是無需燃料費用的可再生綠色能源，由于其利用成本的低廉和技術(shù)的成熟，風(fēng)電已成為可再生能源中發(fā)展最快的、最具有發(fā)展前景的一種發(fā)電方式。隨著我國發(fā)電事業(yè)的不斷發(fā)展，百兆瓦級的風(fēng)電場將會越來越多，這種大型風(fēng)電場并網(wǎng)運行將會對系統(tǒng)穩(wěn)定性造成較大的影響。而且，風(fēng)電場輸出功率的間歇性和波動性，會給系統(tǒng)的電壓質(zhì)量等造成嚴(yán)重的影響，導(dǎo)致局部電網(wǎng)電壓水平下降，成為制約風(fēng)電場發(fā)展的重要因素。因此，對大型風(fēng)

2、電場并網(wǎng)運行有關(guān)技術(shù)的研究成為開發(fā)風(fēng)電所迫切需要解決的實際問題。 本文研究成果概括如下： (1)建立了用于仿真分析的風(fēng)電機組穩(wěn)態(tài)數(shù)學(xué)模型和動態(tài)數(shù)學(xué)模型，其中動態(tài)數(shù)學(xué)模型包括風(fēng)力發(fā)電機組的風(fēng)力機、傳動機構(gòu)和異步發(fā)電機的模型，并且研究了作為原動力的風(fēng)速模型。 (2)應(yīng)用中國電科院開發(fā)的《電力系統(tǒng)分析綜合程序》(PSASP)和MATLAB相結(jié)合，實現(xiàn)了含有風(fēng)電場的電力系統(tǒng)穩(wěn)態(tài)仿真和動態(tài)仿真。并以EPRI-36(Chin

3、a)節(jié)點系統(tǒng)為例，動態(tài)仿真分析風(fēng)電系統(tǒng)運行的穩(wěn)定性，仿真模擬了風(fēng)電場在各種風(fēng)速擾動下的響應(yīng)、部分或全部風(fēng)電機組退出運行等情況對系統(tǒng)所產(chǎn)生的影響。通過分析仿真結(jié)果，可以看出系統(tǒng)節(jié)點電壓和系統(tǒng)頻率將會隨著風(fēng)電場輸出功率的變化而波動，波動的幅度會隨著風(fēng)電場容量的增加而加劇。 (3)提出了一種應(yīng)用電力系統(tǒng)穩(wěn)態(tài)仿真和動態(tài)仿真相結(jié)合的方法確定風(fēng)電場的最大安裝容量。同時闡明了衡量風(fēng)電場建設(shè)規(guī)模的兩個指標(biāo)：風(fēng)電穿透功率極限和風(fēng)電場短路容量比，討

4、論了影響風(fēng)電場最大注入功率的主要因素和分析這一問題的主要方法。并以EPRI-36(China)節(jié)點系統(tǒng)為例，通過計算分析了確定并網(wǎng)風(fēng)電場最大注入功率的主要因素。計算結(jié)果表明，系統(tǒng)運行方式、風(fēng)電機組無功補償量、風(fēng)電場與系統(tǒng)聯(lián)絡(luò)線的電抗與電阻之比的大小等都會影響風(fēng)電場的最大注入功率，對于一個實際的風(fēng)電系統(tǒng)，要最終確定其最大注入功率必須進(jìn)行系統(tǒng)的計算分析。 (4)仿真分析了朔州電網(wǎng)接入一定容量的風(fēng)電場對電網(wǎng)運行產(chǎn)生的影響。通過分析仿真