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大规模风电场并网后AGC平抑频率波动研究

作　者: 贾涛
导　师: 张文
学　校: 山东大学
专　业: 电力系统及其自动化
关键词: 风力发电 自动发电控制(AGC) 双馈感应电机 MATLAB/SIMULINK 风电穿透功率极限
分类号: TM614
类　型: 硕士论文
年　份: 2009年
下　载: 596次
引　用: 3次
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内容摘要


风力发电是一种比较成熟的可再生能源发电技术,世界范围的环境污染和能源短缺要求电力供应从数量向质量转变,风电产业迎来了前所未有的发展机遇。与传统发电机组不同,风力发电是一种间歇式能源,风电场的输出功率是随机变化的,风电的这个特点对传统电力系统已经成熟的运行模式是个很大的冲击。随着风电装机容量在电网中所占比例越来越高,风力发电对电网的影响范围从局部逐渐扩大。目前,风电接入电网出现了与以往不同的特点,表现为:单个风力发电场容量增大;风电场接入电网的电压等级更高。增加的风电接入容量使得电网的电压稳定性、暂态稳定性和频率稳定性受风力发电影响。本文研究了大规模风电场接入对系统频率的影响,主要研究如下:1.建立了用于仿真和分析风电场的模型,包括风机模型,双馈感应电机模型,作为原动力的风力模型和动态电力负荷模型。本文对双馈感应电机的动态模型在同步旋转参考坐标下的动态方程进行了推导。2.在MATLAB/SIMULINK软件环境下建立和分析了四机两区域系统、IEEE30系统和山东电网的500kV线路的运行,结果验证了自动发电控制系统在风电场规模较大系统中的调频表现。3.采用动态仿真的方法来分析风力发电装机比例对系统频率的影响。通过改变风力发电装机比例,找到系统能接受的最大风电容量,这一容量被认为是风电穿透功率极限。进一步通过仿真计算出四机两区域系统和IEEE30节点系统的风电穿透功率极限。

全文目录


摘要  10-11
Abstract  11-13
第一章 绪论  13-23
  1.1 研究背景及意义  13-18
    1.1.1 可再生能源发展  13-14
    1.1.2 风力发电的发展  14-16
    1.1.3 大规模风电场并网对系统的影响  16-18
  1.2 目前研究现状  18-22
    1.2.1 风力发电机组模型及控制技术的研究  18-19
    1.2.2 风电场并网对系统有功/频率影响的研究  19-20
    1.2.3 风电场穿透功率极限的研究  20-22
  1.3 本文所做的工作  22-23
第二章 自动发电控制的原理和标准  23-32
  2.1 自动发电控制简介  23
  2.2 调速系统的基本工作原理  23-27
    2.2.1 发电机的频率特性  24-25
    2.2.2 负荷的频率特性  25
    2.2.3 系统的频率特性  25-27
  2.3 互联电力系统调频中的自动发电控制  27-31
    2.3.1 互联电力系统自动发电控制结构  27-28
    2.3.2 偏差因子的选择  28-30
    2.3.3 自动发电控制的典型控制策略  30-31
  2.4 本章小结  31-32
第三章 大规模风电场接入对系统有功/频率影响分析  32-62
  3.1 风电场并网对系统发电计划和调度的影响  32-33
  3.2 风电机功率特性  33-38
    3.2.1 一般风电机输出功率的特性  33-34
    3.2.2 双馈感应电机(DFIG)特性  34-38
  3.3 风速模型及系统负荷模型  38-42
    3.3.1 风速变化和负荷变化数据  38-39
    3.3.2 风速模型  39-41
    3.3.3 负荷模型  41-42
  3.4 MATLAB/Simulink仿真软件介绍  42-43
  3.5 四机两区域典型系统仿真  43-51
    3.5.1 四机两区域系统模型结构  43-45
    3.5.2 仿真结果  45-51
  3.6 IEEE30节点系统仿真  51-55
    3.6.1 IEEE30节点系统结构  51-53
    3.6.2 仿真结果  53-55
  3.7 山东电网500kV输电系统仿真  55-60
    3.7.1 山东电网介绍  55-56
    3.7.2 仿真模型介绍  56-59
    3.7.3 仿真结果  59-60
  3.8 本章小结  60-62
第四章 风电场穿透功率极限仿真研究  62-76
  4.1 风电场穿透功率极限概念  62-64
    4.1.1 风电场穿透功率极限定义  62-63
    4.1.2 风电场穿透功率极限计算方法  63-64
  4.2 基于四机两区域的风电场穿透功率极限的仿真  64-71
    4.2.1 仿真模型介绍  64-65
    4.2.2 仿真结果  65-71
  4.3 基于IEEE30节点的风电场穿透功率极限的仿真  71-75
    4.3.1 仿真模型介绍  71
    4.3.2 仿真结果  71-75
  4.4 本章小结  75-76
第五章 结论  76-77
参考文献  77-83
致谢  83-84
攻读硕士学位期间发表的学术论文  84-85
学位论文评阅及答辩情况表  85

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中图分类: > 工业技术 > 电工技术 > 发电、发电厂 > 各种发电 > 风能发电
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