【正文】
時(shí)間為t=,故障持續(xù)時(shí)間為100ms。,(.),(.)之上,故障切除以后,風(fēng)電場(chǎng)依然能夠正常運(yùn)行。 單相接地故障對(duì)風(fēng)電場(chǎng)影響仿真圖(有載調(diào)壓模式) ,單相接地故障對(duì)風(fēng)電場(chǎng)影響仿真曲線。由圖可知,在故障切除后風(fēng)電機(jī)組并網(wǎng)點(diǎn)電壓經(jīng)過(guò)一個(gè)短暫的震蕩過(guò)程后能夠恢復(fù)至額定值,風(fēng)電機(jī)組發(fā)出的功率也能恢復(fù)至正常值。此可見在靜止無(wú)功補(bǔ)償模式下,系統(tǒng)的運(yùn)行也是穩(wěn)定的。 單相接地故障對(duì)風(fēng)電場(chǎng)影響仿真圖(靜止無(wú)功補(bǔ)償模式) 單相接地故障對(duì)電網(wǎng)的影響下面觀察10kV系統(tǒng)節(jié)點(diǎn)3之間的輸電線路發(fā)生單相接地故障對(duì)電網(wǎng)節(jié)點(diǎn)節(jié)點(diǎn)2電壓及節(jié)點(diǎn)2的有功功率和無(wú)功功率的影響。故障發(fā)生時(shí)間為t=,故障切除時(shí)間為t=,故障持續(xù)時(shí)間為100ms。,節(jié)點(diǎn)3間出現(xiàn)單相接地故障對(duì)電網(wǎng)節(jié)點(diǎn)節(jié)點(diǎn)4的電壓及有功功率和無(wú)功功率的變化影響,節(jié)點(diǎn)2的電壓波動(dòng)很大,但故障一經(jīng)切除,系統(tǒng)又恢復(fù)了正常運(yùn)行狀態(tài),由此可見,這樣的故障對(duì)系統(tǒng)的正常運(yùn)行影響不大。 單相接地對(duì)電網(wǎng)的影響仿真圖(有載調(diào)壓模式),節(jié)點(diǎn)3之間的輸電線路出現(xiàn)單相接地故障時(shí)的仿真曲線。由圖可知,風(fēng)電場(chǎng)輸出的有功有所減少,功率差額由電網(wǎng)的其他發(fā)電機(jī)組承擔(dān),電網(wǎng)的輸出的有功功率較靜止調(diào)壓模式有所增加。故障期間電網(wǎng)發(fā)出的無(wú)功功率大量增加,有利于維持風(fēng)力發(fā)電機(jī)機(jī)組出口電壓穩(wěn)定。 單相接地對(duì)電網(wǎng)的影響仿真圖(靜止無(wú)功補(bǔ)償模式) 三相接地故障對(duì)風(fēng)電場(chǎng)的影響 、3之間的輸電線路發(fā)生三相短路故障時(shí),風(fēng)電場(chǎng)出口的電壓、電流和有功功率及無(wú)功功率的變化曲線。故障發(fā)生時(shí)間為t=,故障切除時(shí)間為t=,故障持續(xù)時(shí)間為100ms。從仿真曲線看出,在故障時(shí)刻風(fēng)電場(chǎng)出口電壓大幅下降至0,風(fēng)電場(chǎng)的有功功率和無(wú)功功率也降為0,從仿真曲線可以得出結(jié)論,風(fēng)電場(chǎng)與電網(wǎng)解列。 三相短路對(duì)風(fēng)電場(chǎng)的影響仿真圖(有載調(diào)壓模式)在靜止無(wú)功補(bǔ)償模式下風(fēng)電場(chǎng)并網(wǎng)點(diǎn)電壓、電流、。風(fēng)電場(chǎng)在故障時(shí)刻電壓急劇下降至零,風(fēng)電場(chǎng)的有功功率和無(wú)功也降為零,風(fēng)電場(chǎng)與系統(tǒng)解列。 三相短路對(duì)風(fēng)電場(chǎng)的影響仿真圖(靜止無(wú)功補(bǔ)償模式) 三相接地故障對(duì)電網(wǎng)的影響、3之間的輸電線路發(fā)生三相短路故障時(shí)對(duì)電網(wǎng)中節(jié)點(diǎn)節(jié)點(diǎn)2電壓及節(jié)點(diǎn)2有功功率和無(wú)功功率的影響。故障發(fā)生時(shí)間為t=,故障切除時(shí)間為t=,故障持續(xù)時(shí)間為100ms。從仿真曲線看出,故障時(shí)刻節(jié)點(diǎn)2電壓大幅下降至0,保護(hù)動(dòng)作,風(fēng)電場(chǎng)與電網(wǎng)解列。故障切除后,風(fēng)電場(chǎng)重新投入運(yùn)行,需要從系統(tǒng)吸收大量的無(wú)功,所以Q_10在t=。風(fēng)電場(chǎng)穩(wěn)定之后開始為系統(tǒng)提供無(wú)功,電壓得到恢復(fù),輸出的有功功率變化不大。 三相短路對(duì)電網(wǎng)的影響仿真圖(有載調(diào)壓模式)在靜止無(wú)功補(bǔ)償模式下,在故障時(shí)刻節(jié)點(diǎn)電壓同樣大幅度下降至0,保護(hù)動(dòng)作。故障切除后,風(fēng)電場(chǎng)重新投入運(yùn)行,需要從系統(tǒng)吸收大量的無(wú)功功率維持電壓的額定值,Q_10在t=。有功功率變化不大。 三相短路對(duì)電網(wǎng)的影響仿真圖(靜止無(wú)功補(bǔ)償模式) 本章小結(jié)本節(jié)首先簡(jiǎn)單介紹了論文工作中所使用的MATLAB/Simulink仿真工具箱。然后基于前面章節(jié)所述模型,仿真分析含有六臺(tái)風(fēng)力發(fā)電機(jī)的風(fēng)電接入系統(tǒng)的響應(yīng)情況,其中包括:風(fēng)速變化時(shí),風(fēng)電場(chǎng)和電網(wǎng)能否正常運(yùn)行;10kV系統(tǒng)節(jié)點(diǎn)3之間發(fā)生單相接地故障時(shí)的風(fēng)電場(chǎng)和電網(wǎng)的運(yùn)行情況;10kV系統(tǒng)節(jié)點(diǎn)3之間發(fā)生三相接地故障時(shí)的風(fēng)電場(chǎng)和電網(wǎng)的運(yùn)行情況。從接入風(fēng)電場(chǎng)和局部電網(wǎng)的電壓水平和穩(wěn)定性出發(fā),用動(dòng)態(tài)仿真方法分析所仿真的算例。仿真結(jié)果表明:(1)通過(guò)分析仿真結(jié)果可以看出,在風(fēng)速變化時(shí),電網(wǎng)的節(jié)點(diǎn)電壓,電流及功率分布將會(huì)隨著風(fēng)電場(chǎng)輸出功率的變化而波動(dòng),影響不是很大,風(fēng)電場(chǎng)和電網(wǎng)仍然能夠穩(wěn)定運(yùn)行;當(dāng)系統(tǒng)在比較嚴(yán)重的故障下,如單相接地和三相短路故障,特別是三相短路故障,風(fēng)電場(chǎng)的出口電壓急劇下降為0,輸出功率也降為0,風(fēng)電場(chǎng)與電網(wǎng)解列。(2)從仿真波形還可以看出,通過(guò)在風(fēng)力發(fā)電機(jī)端口所加的控制措施,即在有載調(diào)壓和靜止補(bǔ)償兩種調(diào)節(jié)手段的情況下,風(fēng)力發(fā)電機(jī)的電壓基本穩(wěn)定,功率基本平衡,有效的改善了并網(wǎng)風(fēng)電場(chǎng)運(yùn)行性能,提高了風(fēng)電系統(tǒng)運(yùn)行穩(wěn)定性和電能質(zhì)量。(3)通過(guò)各種仿真波形的比較,進(jìn)一步說(shuō)明了風(fēng)電機(jī)組在運(yùn)行中的特性,檢驗(yàn)了數(shù)學(xué)模型的有效性。最后,需要說(shuō)明的是,仿真模塊里面的參數(shù)可以修改,針對(duì)不同的電力網(wǎng)絡(luò)可以很方便的錄入相應(yīng)不同的參數(shù),從而得到不同的仿真結(jié)果。為此,可以通過(guò)對(duì)參數(shù)的修改,例如對(duì)風(fēng)力發(fā)電機(jī)容量的修改,得出的仿真曲線結(jié)果來(lái)判斷其狀態(tài)是否是動(dòng)態(tài)穩(wěn)定的。山東科技大學(xué)學(xué)士學(xué)位論文 總結(jié)5 總結(jié)隨著風(fēng)電場(chǎng)規(guī)模的不斷擴(kuò)大,風(fēng)電場(chǎng)并網(wǎng)對(duì)電力系統(tǒng)產(chǎn)生了越來(lái)越多的負(fù)面影響。例如風(fēng)速變化引起風(fēng)電場(chǎng)出力變化、風(fēng)電場(chǎng)吸收無(wú)功的變化造成電網(wǎng)電壓波動(dòng)等。本文結(jié)論如下:(1)研究國(guó)內(nèi)外風(fēng)力發(fā)電的趨勢(shì)和現(xiàn)狀,針對(duì)風(fēng)電并網(wǎng)問(wèn)題做了系統(tǒng)的闡述和分析,并提出了研究風(fēng)電并網(wǎng)的重要性。(2)建立了風(fēng)力發(fā)電系統(tǒng)的數(shù)學(xué)模型,分析比較了雙饋異步機(jī)和直驅(qū)永磁同步機(jī)的風(fēng)力發(fā)電系統(tǒng)的優(yōu)缺點(diǎn)。研究由雙饋異步風(fēng)力發(fā)電機(jī)組成的風(fēng)電場(chǎng)的工作原理,并且研究了基于雙饋異步風(fēng)力發(fā)電機(jī)的穩(wěn)態(tài)等值電路。(3)建立了用于機(jī)電暫態(tài)仿真的風(fēng)電機(jī)組模型和風(fēng)速模型,仿真分析了風(fēng)電機(jī)組和風(fēng)電場(chǎng)在各種風(fēng)速擾動(dòng)下的出力變化、風(fēng)電場(chǎng)退出運(yùn)行后系統(tǒng)各電氣量的變化過(guò)程。風(fēng)力發(fā)電系統(tǒng)是一個(gè)非常復(fù)雜的系統(tǒng),它綜合了空氣動(dòng)力學(xué)、材料學(xué)、電力學(xué)、控制技術(shù)和計(jì)算機(jī)技術(shù)等多領(lǐng)域的知識(shí)[16]。本文做了一些關(guān)于雙饋型異步風(fēng)力發(fā)電系統(tǒng)并網(wǎng)運(yùn)行對(duì)系統(tǒng)影響的基礎(chǔ)性研究工作,尚有許多有待進(jìn)一步深入進(jìn)行的研究,例如研究新型的風(fēng)力發(fā)電系統(tǒng)的運(yùn)行機(jī)理,開發(fā)通用的風(fēng)電系統(tǒng)仿真軟件,提高單臺(tái)風(fēng)電機(jī)的容量,優(yōu)化風(fēng)電場(chǎng)內(nèi)部風(fēng)力機(jī)的排布和配置,有利于風(fēng)電場(chǎng)的運(yùn)行,提高風(fēng)能的利用率,還可以繼續(xù)提升風(fēng)力發(fā)電機(jī)組與元器件技術(shù),將使發(fā)電成本降的更低,且更具競(jìng)爭(zhēng)力。另外,在風(fēng)能占較大比重的電網(wǎng)中,風(fēng)力發(fā)電機(jī)組的突然切除會(huì)導(dǎo)致電網(wǎng)不穩(wěn)定,因此,可以開發(fā)有效的風(fēng)能存儲(chǔ)裝置,使得風(fēng)力發(fā)電機(jī)組輸出的功率可以短時(shí)存儲(chǔ)。山東科技大學(xué)學(xué)士學(xué)位論文 參考文獻(xiàn)參考文獻(xiàn)[1] [M].:中國(guó)電力出版社,2007.[2] 何仰贊,[M].:華中科技大學(xué)出版,2006.[3] 于群,[M].北京:機(jī)械工 業(yè)出版社,2011.[4] 劉芳宇,[J].電氣技術(shù),2007(11):4557.[5] 陳虎,孟克其勞,[J].節(jié)能技術(shù),2012,30(171):2428.[6] 樊艷芳, [J].水利發(fā)電,2008,34(8):102104.[7] , , Modeling and Comparison of Wind Generator Topologies. 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By the end of the year 2006, the cumulative installed capacity of wind power reached 2 589 MW with a high annual growth rate %. Because majority of the wind farms with higher installed capacity intends to be connected into the transmission network of 220 kV voltage level, their impacts are being more widespread. The regions with abundant wind resources in China are generally located far away from the load center with a weak grid configuration, therefore issues such as transmission line overloading, local grid voltage level decreasing, and transient stability change could emerge with large scale wind power integration. As well, the power system dispatching and operation are influenced by the intermittent wind power, which should be regulated by the system reserve. This paper presents the recent wind power integration study mainly focused on the grid integration impact on power system in China. The main approaches and conclusions are illustrated in this paper and the measures to deal with the emerged issues are presented finally.KEY WORDS: wind power integration。 load flow。 thermal limit。 shortcircuit capacity。 voltage stability。 transient stability摘要:近年來(lái),由于國(guó)家政策的促進(jìn),我國(guó)風(fēng)資源豐富地區(qū)的風(fēng)電穿透功率迅速增長(zhǎng)。截至 2006 年底,我國(guó)的風(fēng)電總裝機(jī)容量達(dá)到 2 589 MW,年增長(zhǎng)率高達(dá) %。由于裝機(jī)容量較大的風(fēng)電場(chǎng)一般接入 220 kV 輸電網(wǎng),風(fēng)電場(chǎng)接入后對(duì)電網(wǎng)的影響范圍更大了。在中國(guó),風(fēng)資源豐富地區(qū)一般都遠(yuǎn)離負(fù)荷中心,電網(wǎng)結(jié)構(gòu)也比較弱,因此,大規(guī)模風(fēng)電接入電網(wǎng)后出現(xiàn)了輸電線路過(guò)載、電壓水平降低、系統(tǒng)暫態(tài)穩(wěn)定性改變等問(wèn)題。另外,電力系統(tǒng)的調(diào)度和運(yùn)行也受到風(fēng)電間歇性的影響,需要電力系統(tǒng)備用來(lái)補(bǔ)償風(fēng)電的波動(dòng)。本文主要研究風(fēng)電場(chǎng)接入對(duì)電網(wǎng)帶來(lái)的各方面影響,闡述了風(fēng)電場(chǎng)接入電力系統(tǒng)研究的新進(jìn)展、研究方法及相關(guān)結(jié)論,最后給出了解決相關(guān)問(wèn)題的技術(shù)方案。關(guān)鍵詞:風(fēng)電接入;潮流;熱極限;短路容量;電壓穩(wěn)定;暫態(tài)穩(wěn)定0 INTRODUCTIONWind power is one of the most important, emissionsfree sources of energy being deployed to prevent climate change and improve energy security. Wind power is also one of the renewable technologies that can be applied in large scale