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基于暂态稳定的新疆电网区域传输极限分析研究

作　者: 何桂雄
导　师: 晁勤
学　校: 新疆大学
专　业: 电力系统及其自动化
关键词: 暂态稳定风电预测动态等值 TSAT 传输极限
分类号: TM712
类　型: 硕士论文
年　份: 2010年
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内容摘要

随着电力工业市场运营机制的推进,电力系统新问题不断出现,其中之一便是区域传输功率极限(TTC)的计算。由于南北疆电网负荷特点和差异,水电机组来水情况,以及风力随季节性分布情况,新疆电网各区域间功率交换频繁且容量不断增大。然而,传统意义上基于静态稳定下的传输功率极限往往难以保证系统在动态情况下稳定,所得期望值过于乐观。因此,论文从暂态稳定角度对新疆电网进行全面的分析与论证,计算四大区域间的可用传输功率。论文首先总结了传输功率极限、风电场出力预测和风电场动态等值的研究历程及方法,提出了风电场出力预测和风电场动态等值的方法,运用算例验证了方法的有效性和准确性,并运用该方法对新疆吐鲁番电网2大并网型风电场进行了相应的出力预测和等值。然后介绍了潮流计算所使用的软件PSAT,详细介绍了暂态稳定评估软件TSAT的主要功能和使用方法。论文的研究工作是基于2009年新疆电网夏大方式展开的。对基本潮流情况下的N-1暂态稳定问题进行了详细分析,同时对暂态条件下东疆、南疆、北疆西部和北疆北部四大区域与主网间传输能力及相关稳定裕度指标进行了全面的分析。最后,根据新疆电网受端吐鲁番地区出现的暂稳问题,论文对吐鲁番地区相关线路按照稳定第一标准进行故障扫描,扫描结果显示:河楼线在靠近楼兰侧发生三永故障后的暂态电压稳定问题最为严重。在采取适当的无功补偿措施之后,能够提高系统的暂态电压稳定水平,尤其是SVC装置效果较好。此外,论文还研究了吐鲁番地区风电场扰动对吐鲁番弱电网的影响,分析表明:正常方式下风电场风速波动不会对系统暂稳构成威胁,稳定性较高。即使在风速过高或过低,风机保护装置同时动作于切机,或任意一个风电场一旦发生出线永久性故障切除风电场时,该地区暂态稳定性指标有所下降,但功角、电压、阻尼和频率均满足稳定标准。建议考虑吐鲁番-主网之间增加一条联络线,加强吐鲁番与乌鲁木齐电网,吐鲁番与哈密电网之间的电气联系,缩短故障期间该地区与系统之间电气距离,提高系统的暂态稳定水平。

全文目录

摘要  4-5
ABSTRACT  5-10
第1章绪论  10-16
  1.1 本课题研究的目的和意义  10-11
  1.2 风电场出力预测及动态等值  11-12
    1.2.1 风电场出力预测  11-12
    1.2.2 风电场动态等值  12
  1.3 传输功率极限的基本概念及研究历程  12-15
    1.3.1 传输功率极限的基本概念  12-13
    1.3.2 传输功率极限的研究历程  13-15
  1.4 本文的主要工作  15-16
第二章风电场出力预测及动态等值  16-34
  2.1 风电场风速预测  16-22
    2.1.1 风速预测BP 网络算法及结构设计  16-17
    2.1.2 遗传算法优化BP 网络权值与阀值  17-18
    2.1.3 算例分析  18-22
    2.1.4 结论  22
  2.2 新疆电网部分风电场出力计算  22-23
  2.3 风电场动态等值  23-33
    2.3.1 数学模型及风力发电机电气部分需要聚合的参数  24-25
    2.3.2 加权法参数聚合  25-28
    2.3.3 算例分析及结论  28-32
    2.3.4 新疆电网部分风电场动态等值结果  32-33
  2.4 本章小结  33-34
第三章 PSAT 及TSAT 分析软件介绍  34-43
  3.1 PSAT功能简介  34
  3.2 TSAT 软件  34-42
    3.2.1 TSAT 功能  35-37
    3.2.2 TSAT 数据输入  37-38
    3.2.3 TSAT 结果输出  38-39
    3.2.4 TSAT 动态建模  39-42
    3.2.5 TSAT 软件性能  42
  3.3 本章小结  42-43
第四章暂态功率传输极限分析  43-63
  4.1 2009 年夏大方式基准潮流及电压分析  43-44
    4.1.1 潮流分析  43-44
    4.1.2 电压分析  44
  4.2 数学模型  44-47
    4.2.1 发电机模型  44-46
    4.2.2 负荷模型  46-47
  4.3 故障类型及稳定判据  47-48
  4.4 常规潮流下故障计算与分析  48-52
    4.4.1 220kV 主网  48-50
    4.4.2 地区电网  50-52
  4.5 功率传输极限研究  52-61
    4.5.1 东部断面输送极限  52-55
    4.5.2 南部断面输送极限  55-56
    4.5.3 北疆西部断面输送极限  56-59
    4.5.4 北疆北部断面输送极限  59-61
  4.6 本章小结  61-63
第五章吐鲁番地区暂态稳定性分析  63-79
  5.1 无功补偿装置对暂态稳定的影响  64-70
    5.1.1 无功功率平衡的基本原则  64-65
    5.1.2 可投切并联电容器补偿  65-67
    5.1.3 静止无功补偿器(SVC)补偿  67-69
    5.1.4 无功补偿措施的比较  69-70
  5.2 并网风电场对暂态电压稳定的影响  70-78
    5.2.1 风速变化影响  70-76
    5.2.2 风电场出线故障影响  76-78
  5.3 本章小结  78-79
第六章总结与展望  79-82
  6.1 总结  79-80
  6.2 展望  80-82
参考文献  82-85
硕士期间发表论文  85-86
致谢  86

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