含風(fēng)電的電力系統(tǒng)穩(wěn)定性及電能質(zhì)量檢測技術(shù)研究.pdf

1、風(fēng)能是重要的可再生能源資源，對能源安全與環(huán)境保護至關(guān)重要。將風(fēng)能轉(zhuǎn)換為電能，平穩(wěn)而無阻塞的向用戶輸送優(yōu)質(zhì)電能，就成為能源革命的核心之一。與其他傳統(tǒng)發(fā)電方式相比，風(fēng)電含有諸多的不確定性，其大規(guī)模接入電網(wǎng)隨之帶來了嚴重的挑戰(zhàn)，風(fēng)電不確定性對電力系統(tǒng)穩(wěn)定性和電能質(zhì)量有一定影響，因此，研究風(fēng)力發(fā)電接入電網(wǎng)后，對電力系統(tǒng)產(chǎn)生的暫態(tài)穩(wěn)定性和對電網(wǎng)電能質(zhì)量的影響就顯得尤為必要和迫切，對于推動風(fēng)力發(fā)電合理具有重要意義。本文的主要研究內(nèi)容主要包括如下幾個

2、方面：
　?。?）對傳統(tǒng)電力系統(tǒng)的發(fā)電機、電力網(wǎng)絡(luò)和負荷模型進行討論，以單機無窮大系統(tǒng)和美國西部電網(wǎng)WSCC三機九節(jié)點系統(tǒng)為例，分析簡單電力系統(tǒng)模型下的暫態(tài)穩(wěn)定模型及其數(shù)值解法，并總結(jié)了求解簡單模型下的電力系統(tǒng)暫態(tài)穩(wěn)定的流程。進行暫態(tài)穩(wěn)定仿真后，分別在單機無窮大和三機九節(jié)點系統(tǒng)中進行了暫態(tài)穩(wěn)定性求解，仿真實驗得到了對應(yīng)故障在保持穩(wěn)定時的故障臨界切除時間。
　　（2）分析風(fēng)力發(fā)電中風(fēng)速的波動特性，建立風(fēng)速的隨機模型。針對當前常

3、用的風(fēng)機特點，建立不同種類風(fēng)機計及風(fēng)速波動的并網(wǎng)模型。將考慮不確定性的風(fēng)機模型并入電網(wǎng)，建立基于隨機微分方程理論的計及風(fēng)電不確定性的電力系統(tǒng)動態(tài)模型。結(jié)合仿真算例，分析計及風(fēng)電不確定性的隨機靜態(tài)穩(wěn)定和隨機暫態(tài)穩(wěn)定，風(fēng)電不確定性一定程度上會惡化系統(tǒng)的暫態(tài)穩(wěn)定性，同時會引起長期無法消除的低頻振蕩，對電力系統(tǒng)的穩(wěn)定性帶來持續(xù)的問題。在系統(tǒng)中考慮加入阻尼可減弱風(fēng)電不確定性的消極影響。
　　（3）提出基于改進LMD算法的電能質(zhì)量擾動檢測方法

4、，該算法可以將非線性的電能質(zhì)量擾動信號按局部頻率高低自適應(yīng)的分解為若干PF分量，各層 PF由包絡(luò)信號和純調(diào)頻信號兩部分，由自適應(yīng)分解中的幅值包絡(luò)信號和純調(diào)頻信號可以求取出相應(yīng)PF分量的瞬時幅值函數(shù)和頻率函數(shù)，由此可求出電能質(zhì)量擾動信號的幅值信息和頻率信息。常見的單一擾動信號和混合擾動信號模型仿真結(jié)果證明該方法的有效性和可行性；實測的某含風(fēng)電變電站的電能質(zhì)量數(shù)據(jù)和某500kV變電站電容器投切時的暫態(tài)電壓擾動數(shù)據(jù)分析結(jié)果進一步證明了該方法的