高滲透率風(fēng)電接入對系統(tǒng)穩(wěn)定特性的影響.pdf

1、風(fēng)電接入電網(wǎng)將導(dǎo)致系統(tǒng)穩(wěn)定性改變，目前風(fēng)電滲透率尚處于較低水平，隨著風(fēng)力發(fā)電的大力發(fā)展，風(fēng)電滲透率不斷提高，那么在地區(qū)電網(wǎng)滲透率較高的情況下區(qū)域電網(wǎng)的穩(wěn)定性可能會出現(xiàn)有別于目前低滲透率的情況。本文首先建立了雙饋式風(fēng)電機(jī)組(DFIG)和鼠籠式風(fēng)電機(jī)組(FSIG)的單機(jī)模型，進(jìn)而提出了一種適用于雙饋式風(fēng)電場和鼠籠式風(fēng)電場動態(tài)等值模型的建立方法，基于風(fēng)電場的動態(tài)等值模型，不斷提高滲透率，研究高滲透率風(fēng)電接入對區(qū)域電網(wǎng)功角穩(wěn)定和小信號穩(wěn)定的影響

2、，最后研究了在大電網(wǎng)中提高系統(tǒng)阻尼特性和微電網(wǎng)中提高小信號穩(wěn)定性的方法。
　　本研究主要內(nèi)容包括：⑴建立了兩種風(fēng)電機(jī)組的數(shù)學(xué)模型，主要包括:雙饋風(fēng)電機(jī)組模型和普通鼠籠型異步電機(jī)模型。分析普通鼠籠型異步電機(jī)在穩(wěn)態(tài)和暫態(tài)時各個物理量的典型特征以及雙饋風(fēng)電機(jī)組在動態(tài)和暫態(tài)時各個物理量的典型特征。⑵提出了適用于雙饋式風(fēng)電場動態(tài)等值模型的建立方法。該方法將風(fēng)速作為風(fēng)電機(jī)組的分群指標(biāo)，將基于譜聚類的改進(jìn)最大最小距離算法應(yīng)用于風(fēng)電場分群，該分群

3、算法可以確定最佳分群數(shù)量，避免了傳統(tǒng)分群算法需要在計(jì)算前主觀設(shè)定分群數(shù)量的缺點(diǎn)，同時將容量加權(quán)的參數(shù)聚合方法應(yīng)用于風(fēng)電場等值模型的參數(shù)聚合，在控制環(huán)節(jié)的參數(shù)聚合中通過容量加權(quán)的參數(shù)聚合法以及對變流器控制器輸入信號的變化，避免了控制參數(shù)的調(diào)整。除分群指標(biāo)不同之外，該方法同樣適用于鼠籠式風(fēng)電場的動態(tài)等值。⑶揭示了風(fēng)電接入對系統(tǒng)功角穩(wěn)定的影響機(jī)理?；陔p饋風(fēng)電機(jī)組在故障期間的等效外特性和單端送電系統(tǒng)的功率特性方程，研究大規(guī)模風(fēng)力發(fā)電并網(wǎng)后，對

4、送端發(fā)電系統(tǒng)和系統(tǒng)受端之間電氣距離的影響;分析近距離故障和遠(yuǎn)距離故障下風(fēng)電并網(wǎng)對系統(tǒng)功角穩(wěn)定的影響機(jī)理，并通過推導(dǎo)，找到了多機(jī)系統(tǒng)中使功角穩(wěn)定最好的風(fēng)電滲透率。⑷分析了提高風(fēng)電滲透率的方式對系統(tǒng)阻尼比的影響。推導(dǎo)并分析了旋轉(zhuǎn)備用容量對系統(tǒng)小信號穩(wěn)定性影響的機(jī)理，基于此解釋了在減少火電機(jī)組出力提高風(fēng)電滲透率的方式下，隨著風(fēng)電滲透率的提高，系統(tǒng)阻尼比出現(xiàn)不同變化規(guī)律的原因;分析雙饋風(fēng)機(jī)替代火電機(jī)組對系統(tǒng)小信號穩(wěn)定性的影響機(jī)理，基于此解釋了在

5、火電機(jī)組切機(jī)以提高風(fēng)電滲透率的方式下，隨著風(fēng)電滲透率的提高，系統(tǒng)阻尼比不斷下降的原因。⑸研究了提高大電網(wǎng)阻尼特性和微電網(wǎng)小信號穩(wěn)定性的兩種方法。在大電網(wǎng)中，分析雙饋風(fēng)電機(jī)組有功和無功附加阻尼控制策略提高系統(tǒng)阻尼的原理，并在此原理基礎(chǔ)上提出了雙饋風(fēng)電機(jī)組附加阻尼控制器設(shè)計(jì)方法;在微電網(wǎng)中，提出了一種將根軌跡法和粒子群算法相結(jié)合的微電網(wǎng)中分布式電源控制器參數(shù)的協(xié)調(diào)整定方法。該方法以系統(tǒng)主特征值的實(shí)部最小化為目標(biāo)函數(shù)，并利用根軌跡法確定微電網(wǎng)