含風(fēng)電場的電力系統(tǒng)靜態(tài)電壓穩(wěn)定性分析開題報告

1、導(dǎo)師：王珺,姓名：張建春,含風(fēng)電場的電力系統(tǒng)靜態(tài)電壓穩(wěn)定性研究,專業(yè)：電氣工程及其自動化,年級：09級電力四班,課題,學(xué)號：090103030199,1選題的依據(jù)和意義,2研究的基本內(nèi)容，擬解決的主要問題,3研究步驟、方法及措施,4研究工作進度,5主要參考文獻,綜述本課題國內(nèi)外研究動 態(tài)，說明選題的依據(jù)和意義,一,風(fēng)能是一種于凈的、儲量極為豐富的可再生能源，它和存在于自然界的礦物燃料能源，如煤、石油、天然氣等不同，它不會隨著其本身的轉(zhuǎn)化和利用而減少，因此也可以說是一種取之不盡、用之不竭的能源;隨著世界各國對環(huán)境保護、能源短缺及節(jié)能等問題的日益關(guān)注，認為大規(guī)模利用風(fēng)力發(fā)電是減少空氣污染、減少有害

2、氣體排放量的有效措施之一,風(fēng)力機經(jīng)過2000年的發(fā)展過程，現(xiàn)在已有很多種型式，其中有的是老式風(fēng)力機，現(xiàn)在不再使用;有的是現(xiàn)代風(fēng)力機，正為人們廣泛利用,機,螺旋式風(fēng)力發(fā)電機,風(fēng)葉式式風(fēng)力發(fā)電機,垂直軸式風(fēng)力發(fā)電機,二,研究的基本內(nèi)容，擬解決的主要問題,a、雙饋風(fēng)電機組穩(wěn)態(tài)計算模型,b、含雙饋風(fēng)電機組的電力系統(tǒng)潮流計算,c、應(yīng)用P-V曲線法研究含風(fēng)電場的電力系統(tǒng)靜態(tài)電壓穩(wěn)定性,d、算例及計算結(jié)果分析 （此問題暫不說明,二,研究的基本內(nèi)容，擬解決的主要問題,a、雙饋風(fēng)電機組穩(wěn)態(tài)計算模型,b、含雙饋風(fēng)電機組的電力系統(tǒng)潮流計算,c、應(yīng)用P-V曲線法研究含風(fēng)電場的電力系統(tǒng)靜態(tài)電壓穩(wěn)定性,a、雙饋風(fēng)電機組穩(wěn)

3、態(tài)計算模型,b、含雙饋風(fēng)電機組的電力系統(tǒng)潮流計算,d、算例及計算結(jié)果分析 （此問題暫不說明,c、應(yīng)用P-V曲線法研究含風(fēng)電場的電力系統(tǒng)靜態(tài)電壓穩(wěn)定性,a、雙饋風(fēng)電機組穩(wěn)態(tài)計算模型,b、含雙饋風(fēng)電機組的電力系統(tǒng)潮流計算,當今使用較多的是雙饋風(fēng)電機組。在雙饋風(fēng)電機組中，發(fā)電機轉(zhuǎn)子與風(fēng)力機之間通過齒輪箱耦合，定子繞組直接與電網(wǎng)相連，轉(zhuǎn)子繞組由連接到電網(wǎng)上的部分功率變流器進行交流勵磁改善風(fēng)電并網(wǎng)系統(tǒng)的電壓穩(wěn)定性,雙饋風(fēng)力發(fā)電機組原理圖,雙饋風(fēng)電機組穩(wěn)態(tài)計算模型,雙饋風(fēng)電機組采用雙饋感應(yīng)發(fā)電機。設(shè)用n、ns、s和f1分別表示雙饋感應(yīng)發(fā)電機的轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)速、同步轉(zhuǎn)速、轉(zhuǎn)差率和工頻頻率，則有s=ns-s/ns,根

4、據(jù)雙饋感應(yīng)發(fā)電機轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)速的變化，雙饋感應(yīng)發(fā)電機有三種運行狀態(tài)：亞同步運行狀態(tài)，此時nns；同步運行狀態(tài)，此時n=ns,雙饋感應(yīng)發(fā)電機的靜態(tài)模型定子回路和轉(zhuǎn)子回路電壓方程分別為,1,其中，Us為定子端電壓，Is為定子電流，Ur為轉(zhuǎn)子繞組外接電源的電壓，Ir為轉(zhuǎn)子電流，rs和xs分別為定子繞組的電阻和電抗，rr和xr分別為轉(zhuǎn)子繞組的電阻和電抗，s為轉(zhuǎn)差率。,雙饋風(fēng)電機組穩(wěn)態(tài)計算模型 （a,根據(jù)式（1）可得雙饋感應(yīng)發(fā)電機穩(wěn)態(tài)等值電路 ，如右圖所示,2,3,4,5,由圖可知,式中，定子電壓、定子電流與轉(zhuǎn)子電壓、轉(zhuǎn)子電流有關(guān)，通過控制轉(zhuǎn)子側(cè)的電壓、電流可以控制定子的有功功率與無功功率。,目前雙饋風(fēng)電機組

5、大多采用恒功率因數(shù)控制模式，故本文僅討論該控制模式下含雙饋風(fēng)電機組的電力系統(tǒng)潮流計算。其中，雙饋感應(yīng)發(fā)電機注入系統(tǒng)總有功功率由定子繞組發(fā)出的有功功率和轉(zhuǎn)子繞組發(fā)出或吸收的有功功率兩部分組成,雙饋風(fēng)電機組穩(wěn)態(tài)計算模型 （c,P-V曲線法是研究系統(tǒng)靜態(tài)電壓穩(wěn)定的常用方法，它通過建立母線電壓和區(qū)域負荷或傳輸界面潮流的關(guān)系曲線，來指示區(qū)域負荷水平或傳輸界面功率水平導(dǎo)致整個系統(tǒng)臨近電壓崩潰的程度,當把P-V曲線方法應(yīng)用于含風(fēng)電場的電力系統(tǒng)靜態(tài)電壓穩(wěn)定性分析時，P表示單個或多個風(fēng)電場發(fā)出的有功功率，V可以是機端電壓、風(fēng)電場接入點母線（風(fēng)電場升壓變高壓側(cè)母線）電壓或是系統(tǒng)其它母線電壓,連續(xù)潮流分析法就是P-

6、V曲線逐步追蹤極限點的方法，它在電力系統(tǒng)靜態(tài)穩(wěn)定性研究方面有著廣泛的應(yīng)用。連續(xù)潮流分析法可以克服潮流方程在接近穩(wěn)定極限運行狀態(tài)時的收斂問題。當系統(tǒng)某一參數(shù)連續(xù)改變時，連續(xù)潮流算法可以跟蹤系統(tǒng)狀態(tài)的變化，從而得到系統(tǒng)的定常解曲線,雙饋風(fēng)電機組穩(wěn)態(tài)計算模型 （c,連續(xù)潮流法計算步驟如圖所示。從已知的解（A）開始，以一個切線預(yù)報來估計對于一個規(guī)定P增長方式的解（B），然后校正步，利用常規(guī)潮流法（系統(tǒng)P值不變）解出準確解（C）；當P進一步增長時,根據(jù)新的切線預(yù)報電壓值。如果新的估計P值超出了準確解的，則以P值固定的校正計算就不會收斂。因此采用固定監(jiān)控點電壓的校正（水平校正）計算來求準確解（E）。當接近電壓穩(wěn)定極限時，為了確定準確的，在連續(xù)預(yù)報期間，應(yīng)逐步減少,連續(xù)潮流計算過程示意圖,研究步驟、方法及措施,三,基于P-V曲線的地區(qū)電網(wǎng)風(fēng)電接納能力分析,查找資料，理解課題,學(xué)會最優(yōu)潮流計算，檢測系統(tǒng)優(yōu)越性,研究步驟、方法及措施,S電網(wǎng)簡化接線圖,右下圖為我國華北某地區(qū)電網(wǎng)（以下簡稱為S電網(wǎng)）簡化接線圖。該地區(qū)現(xiàn)有風(fēng)電場4個，裝機容量分別為99MW、148.5MW、99MW、69MW，分別由A、B、C、D四個110kV變電站接入系統(tǒng)，各風(fēng)電場并網(wǎng)方式同下圖所示系統(tǒng)并網(wǎng)方式,研究工作進度,四,14周：查找相關(guān)資料,課題研究背景與現(xiàn)狀；掌握一種電力系統(tǒng)仿真軟件的使