风电HVDC-Light并网对频率稳定的影响

论文编号:ZD1408  论文字数:20477,页数:45

论文题目：风电HVDC-Light并网对频率稳定的影响
摘　要
 由于日趋严重的环境与资源问题以及风能利用的成本低廉和技术成熟等原因，风力发电成为电力系统中相对增长最快的新能源发电技术，发展风电成为改善电力系统经济运行极为重要的措施。
 作为分析的基础，本文建立了风速、风电机组和风电场的数学模型。风电机组的数学模型中重点阐述了风电机从启动到风速超过额定值时的工作过程，仿真分析了风电机组对于风速四种分量的响应。风电场模型研究中，具体解释了9兆瓦的风力发电场共三对1.5兆瓦风电机并联运行时的情形，并模拟了当一组风电机低压端出现一个瞬时故障时，风电场中的电压，有功和无功的变化。结果表明了在风电场外设置足够容量的无功补偿器对于抵御风电机故障对系统产生的影响具有极其重要的作用。
 最后，研究了改善风电场运行性能的措施，主要是改善电压稳定性的措施，包括采用动态无功补偿装置，在风电机功率输出端并联电容器等方法。这是最新的改善风电系统电压的方法，也是今后进行无功补偿的趋势。
  
 
 关 键 词：风电厂；异步发电机；动态无功补偿装置；并联电容器
 
 论文类型：案例分析
 
 
 
 Title: HVDC-Light wind power grid stabilizing influence on the frequency
ABSTRACT
 Because of pressure of environment protection and energy resources, wind energy is developing fastest among all kinds of renewable resources due to its low cost and technical maturity. Wind generation has been an important measure in improving economical operation of power system.
    As the basis of the analysis, wind speed, wind generators and wind farm are modeled. Wind generator model explains that how the Wind asynchronous generators work from the startup to the Wind speed faster than the rating. Response of wind generators to four kinds of wind speed is simulated and analyzed. In the course of wind farm modeling, the 9-MW wind farm is simulated by three pairs of 1.5 MW wind-turbines. The wind-turbines work in parallel. A temporary fault is applied at the low voltage terminals of one pair of the turbines.
    Finally the measures that can improve the operation performance of wind power system are studied, especially the way to reduce the voltage disturbance. That includes the Static Var Compensation device and the capacities parallel connection. They are the newest way to improve the voltages of the wind power system.

KEY WORDS: wind farm; asynchronous generators; short-circuit capacity ratio

TYPE OF THESIS: Case Study

 
目  录
摘　要 I
ABSTRACT III
目  录 V
1 绪 论 1
1.1 风力发电的意义 1
1.2 论文工作的主要内容 2
2 风力发电机组及风电场并网特点 3
2.1 课题意义 3
2.2 大型并网风电场接入电力系统的主要问题及研究现状 4
3 风力发电机组的数学模型 7
3.1 并网型风力发电机组发电原理 7
3.2 并网型风力发电机组分类 7
3.3 风力发电机组的风速模型 10
3.4 仿真分析 12
3.5 风电机组的工作原理 17
4 风力发电系统的研究 21
4.1 风电场电气接线 21
4.1.1 风电场内电气主接线形式 21
4.1.2 风电场与电力系统相联的电气接线 21
4.2 风电场模型 22
4.3 风电场模型仿真 22
5 改善风电场运行性能的措施 25
5.1 引言 25
5.2 静止无功补偿器对风电场运行性能的改善 25
5.2.1 SVC 的数学模型 25
5.2.2 风电系统模型 26
5.3 超导储能装置对风电场运行性能的改善 28
5.3.1 SMES 的数学模型 28
5.3.2 控制策略 28
5.4 HVDC Light 在风电场中的应用 29
5.4.1 HVDC Light 的基本原理 29
5.4.2 HVDC Light 的控制方式 29
6 结论 31
致  谢 33
参考文献 35
附  录：外文资料翻译 37