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考虑静态负荷特性和风力发电特性的电力系统连续潮流模型研究

作 者: 沈志伟
导 师: 文福拴; 熊伍泉
学 校: 华南理工大学
专 业: 电气工程
关键词: 电压稳定 负荷特性 多项式负荷模型 风力发电 连续潮流法
分类号: TM712
类 型: 硕士论文
年 份: 2012年
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内容摘要


电压失稳引起的大停电事故给世界各国带来了巨大损失。大机组、超高压、大电网的广域互联电网发展趋势,对电网安全稳定性提出了更高的要求。连续潮流法是研究静态电压稳定性问题一种应用广泛的分析方法。负荷特性对电压稳定性有着极其重要的影响。电压稳定性分析结果的准确可信与否与所选择的负荷模型有着非常密切的关系。由于负荷的准确组成难以确定以及外部因素(如时段、气候和经济)的影响,负荷模型的建立是相当复杂的。本文在传统恒功率负荷模型基础上增加考虑了负荷静态特性,采用多项式负荷模型,分析了2种负荷模型与潮流雅可比矩阵的结构和特点,运用连续潮流法求得更为准确的P-V曲线。仿真结果表明,计及负荷静态特性后,最大负荷功率有所提高,雅可比矩阵的特征值将发生改变,从而影响到电力系统的静态电压稳定性。同时对比了不同负荷分配对潮流计算结果产生的影响,随着恒功率负荷的减少,恒阻抗负荷的增加,最大负荷点的功率将有所增加。发展风电是世界各国面向未来的能源战略的重要组成部分。但是由于风电场通常远离主网和负荷中心,接入点电网薄弱,同时风力发电功率出力受不稳定的风速影响具有波动性和随机性,严重影响电力系统安全稳定运行,尤其电压稳定问题突出,因此研究风力发电并网对电力系统电压稳定性的影响具有重要意义。本文提出了一种考虑风速随机性和间歇性的含风力发电的电力系统连续潮流算法,通过推导风力发电机的平均机械功率,通过设置风速样本矩阵和风速启动值模拟负荷增长过程中风力发电机组的间断启停情况。最后综合考虑了静态负荷特性和风力发电特性的潮流分析。仿真结果表明,在未考虑风电场无功补偿的条件下,风电场对离接入点电气距离近的节点产生较大影响;合理选择接入节点对电力系统电压稳定性具有重要意义。

全文目录


摘要  5-6
ABSTRACT  6-10
第一章 绪论  10-17
  1.1 研究背景与意义  10-12
  1.2 国内外研究的发展与现状  12-16
    1.2.1 负荷模型问题  12-13
    1.2.2 风力发电及其电压稳定问题  13-16
  1.3 本文主要研究内容  16-17
第二章 连续潮流方法  17-25
  2.1 常规潮流方法  17-18
  2.2 连续潮流方法  18-24
    2.2.1 连续潮流方法基本原理  18-20
    2.2.2 连续潮流法方程及其计算方法  20-24
  2.3 本章小结  24-25
第三章 考虑静态负荷特性的连续潮流模型  25-28
  3.1 静态负荷模型  25-26
    3.1.1 指数函数负荷模型  25-26
    3.1.2 多项式负荷模型  26
  3.2 静态负荷模型局限性  26-27
  3.3 本章小结  27-28
第四章 考虑风电发电特性的连续潮流模型  28-36
  4.1 异步风电机模型  28-31
    4.1.1 风力发电机平均机械功率  28-29
    4.1.2 普通异步风机模型  29-31
  4.2 考虑风电发电特性的连续潮流方程  31-32
  4.3 考虑风电发电特性的连续潮流计算方法  32-34
  4.4 本章小结  34-36
第五章 算例仿真与分析  36-50
  5.1 考虑静态负荷特性的连续潮流算例仿真与分析  36-40
    5.1.1 恒功率和多项式负荷模型对比的仿真分析  36-38
    5.1.2 多项式负荷模型改变不同负荷比重的仿真分析  38-40
  5.2 考虑风电发电特性的连续潮流算例仿真与分析  40-47
    5.2.1 单一风电场接入的仿真分析  40-43
    5.2.2 多风电场接入的仿真分析  43-47
  5.3 综合考虑静态负荷特性和风电发电特性的算例仿真与分析  47-49
  5.4 本章小结  49-50
第六章 潮州电网某风电工程分析  50-59
  6.1 风电工程接入下的电源规划及电力平衡分析  51-53
  6.2 风电工程接入系统方案  53-54
  6.3 风电工程接入下的潮流分析  54-56
  6.4 风电工程接入下的 CPF 分析  56-58
  6.5 本章小结  58-59
结论  59-62
  本文研究工作总结  59-60
  进一步的工作展望  60-62
参考文献  62-64
附录  64-71
  IEEE 3 机 6 节点标准系统数据  64-65
  New England 10 机 39 节点标准系统数据  65-71
攻读硕士学位期间取得的研究成果  71-72
致谢  72-73
附件  73

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中图分类: > 工业技术 > 电工技术 > 输配电工程、电力网及电力系统 > 理论与分析 > 电力系统稳定
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