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间歇性电源对电网电压运行特性的影响分析

间歇性电源对电网电压运行特性的影响分析

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作者：范荣奇华中科技大学

学位级别：硕士

随着传统化石能源的日益枯竭,寻找新的替代能源来缓解能源危机已经迫在眉睫,其中风能和太阳能被认为是在核聚变实现之前可大规模应用的两种新能源形式,近年来得到了迅猛发展。风能和太阳能具有显著的随机性和间歇性,将其以风电场和... 详细信息

随着传统化石能源的日益枯竭,寻找新的替代能源来缓解能源危机已经迫在眉睫,其中风能和太阳能被认为是在核聚变实现之前可大规模应用的两种新能源形式,近年来得到了迅猛发展。风能和太阳能具有显著的随机性和间歇性,将其以风电场和光伏电站的形式大量接入电网,势必会对电网的安全稳定运行产生影响。本文以大量间歇性电源并网为背景,重点分析了风电场和光伏电站两类间歇性电源并网对电网电压运行特性的影响。本文建立和总结了异步风力发电机、双馈感应风力发电机及光伏阵列等间歇性电源的各种稳态分析模型,包括确定性模型和概率性模型,对各种模型的优缺点进行了分析和比较,运用确定性方法分析了间歇性电源的类型、容量及无功补偿度等因素对电网稳态电压分布和静态电压稳定性的影响。地理位置邻近的多个风电场的风速往往具有较强的相关性,风速和光强在一定程度上具有天然的互补性,这些因素都会造成多个间歇性电源的出力具有一定的相关性,而目前用于分析含间歇性电源电力系统的概率潮流计算方法一般假设系统中各间歇性电源的功率是相互独立的。鉴于此,本文利用ARMA模型和时移技术建立了多个风电场间风速的相关性模型,利用FCM聚类分析和多维相关正态分布抽样技术建立了风电场风速和光伏电站光强的互补性模型,重点研究了风速相关性和风光互补性对概率潮流计算结果的影响。本文将风速相关性模型整合到机会约束规划的方法中,对风电场最大允许装机容量和风电场无功补偿量进行了优化,使优化结果更加合理。本文所做研究对含大量间歇性电源电力系统的正常运行和合理规划具有一定的实际意义。

关键词：间歇性电源电压运行特性概率潮流风速相关性风光互补性

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多直流馈入大电网的电压运行特性研究

多直流馈入大电网的电压运行特性研究

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作者：李弘毅华中科技大学

学位级别：硕士

我国的能源储备大多集中在西南和西北地区,电力负荷中心却集中在东南沿海地带,从而造成能源-负荷分布的不均衡,这是我国经济快速发展过程中的一个突出问题。高压直流输电(High Voltage Direct Current,HVDC)技术因具有远距离大容量输电... 详细信息

我国的能源储备大多集中在西南和西北地区,电力负荷中心却集中在东南沿海地带,从而造成能源-负荷分布的不均衡,这是我国经济快速发展过程中的一个突出问题。高压直流输电(High Voltage Direct Current,HVDC)技术因具有远距离大容量输电的显著优势,在实际工程中得到应用。随着电网的建设,我国已经形成多个区域性的多直流馈入(Multi-infeed Direct Current,MIDC)大电网。多直流馈入大电网中各换流站之间电气距离较近,相互之间作用较强,同时换流站在运行时需要消耗大量无功,而受端系统自身通常缺乏足够的电源,导致电压不合理运行成为含多直流馈入大电网实际运行面临的凸出问题。因此,研究多直流馈入大电网的电压运行特性,探究提高多直流馈入大电网电压稳定性的有效措施,己成为备受关注的热点,对保证系统的安全稳定性和经济性具有重要现实意义。本文主要针对多直流馈入大电网的电压运行特性开展研究。首先,分析了影响多直流馈入大电网电压运行的重要因素。具体探讨了受端交流系统的强弱、无功补偿、负荷特性及发电机励磁系统等因素对多直流馈入大电网电压运行的影响。并以某实际区域大电网系统为实例,仿真分析了不同故障下多直流馈入大电网会出现的电压问题。其次,提出了基于灵敏度的无功补偿选点方案。由于灵敏度方法简单明确,本文从灵敏度方法的定义出发,利用交直流混合输电系统的潮流计算方程推导出应用于交直流系统的灵敏度方法,通过系统的灵敏度指标合理表征系统各节点电压的强弱程度,从而找到需进行无功补偿的电压薄弱点。并采用实际电网进行仿真计算,获得灵敏度高的母线节点作为无功补偿备选节点。再通过选取不同备选节点安装同样的无功补偿装置,观测系统故障后电压的运行状况,验证基于灵敏度选点方法的正确性。仿真结果表明灵敏度指标能够有效反映出交流系统中母线电压的薄弱点,并为选取安装无功补偿装置的位置提供依据。最后,研究了提高多直流馈入系统的电压稳定的措施。通过对实际电网典型多直流馈入受端系统进行仿真,重点分析提高运行电压水平、调节励磁系统调差系数以及装设无功补偿这三类措施对提高电压稳定性的效果。在此基础上,本文还对比了不同类型的无功补偿装置的补偿效果,并结合实际系统提出较为合理的无功补偿配置方案。目前,多直流馈入大电网的直流落点的增多大大增加了网络结构和交直流系统间相互作用的复杂性,引起诸多电压运行方面的问题。分析总结多直流馈入大电网的电压运行特性,并基于此找出提高电压稳定的合适措施,对于促进电网的安全稳定经济运行具有显著意义。

关键词：多直流馈入系统电压运行特性灵敏度指标无功补偿大电网

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酒泉地区大规模风电无功电压控制策略研究

酒泉地区大规模风电无功电压控制策略研究

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作者：孙亚璐华北电力大学

学位级别：硕士

酒泉风电基地已成为我国规划建设的第一座千万千瓦级风电示范基地,大规模风电接入电网后,其随机性和波动性对大规模风电基地的无功电压控制提出了新的要求。本论文以酒泉风电基地为背景,对大规模风电并入电网的无功电压协调控制策略进... 详细信息

酒泉风电基地已成为我国规划建设的第一座千万千瓦级风电示范基地,大规模风电接入电网后,其随机性和波动性对大规模风电基地的无功电压控制提出了新的要求。本论文以酒泉风电基地为背景,对大规模风电并入电网的无功电压协调控制策略进行了详细的研究。首先,研究了不同风电机组的无功调节特性和不同无功补偿设备的调节特性,并以此为基础分析研究了酒泉电网的电压运行特性,基于分层分区的原则,将酒泉电网分为风电场层,集群层和电网层进行特性研究。其次,本文基于酒泉电网的电压运行特性,提出适应酒泉地区大规模风电并网的三级电压控制模式,基于这种三级模式提出了适应酒泉地区大规模风电的无功电压控制策略,力求达到对酒泉地区电网无功电压控制的快速、准确、高效的目标。其中包括基于无功优化算法的三级优化控制策略;基于灵敏度算法的二级电压区域控制策略;基于本地控制的一级电压控制策略。最后本文采用酒泉风电基地电网实际数据,对上述提出的酒泉地区大规模风电无功电压控制策略进行仿真计算,验证所提控制策略的准确性和有效性。

关键词：酒泉电网电压运行特性大规模风电三级优化控制策略

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