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大型风电场电压稳定性分析与控制研究

潘文霞  
【摘要】:近年来,大型风电场电压稳定性的分析与控制已成为一个备受关注、然而又是一个缺乏深入研究的重要课题。本文以风电场并网运行实际工程为背景,在建立风电场静态和暂态数学模型的基础上,分别采用静态分析和暂态时域仿真的方法对风电场的电压稳定性进行了深入的研究。论文的主要研究内容及结论有: 1、导出和实验验证了适用于风电场静态电压稳定分析的异步发电机静态功率电压模型。 2、计及风电场异步发电机静态功率电压特性和功率增长规律,结合常规潮流计算方法和连续潮流计算的基本原理确定风电系统连续潮流计算方法。采用该方法可准确和有效地确定风电场静态电压稳定临界点和极限。 3、引入静态电压稳定性指标描述风电场电压及其稳定性。其中有确定节点静态电压稳定性的无功电压灵敏度(η_i)指标,能定量描述风电场电压波动的电压崩溃邻近指标(VCPI_(Pi)),直观预测风电场电压稳定运行点到临界边界距离的功率裕度系数(K_(Pi)、K_(Qi))指标和可用于判断节点暂态电压稳定性的无功备用裕度或无功备用裕度系数(Q_r或K_Q)指标。 4、研究表明:系统无功功率的供给不足是风电场电压崩溃的根本原因,并提出风电场静态电压稳定性的判据和保证风电场暂态电压稳定的判断方法。 5、提出风电场稳态电压和暂态电压稳定性控制的概念。论文研究表明机端电容器和接入点地方负荷共同作用可以保证风电场及其附近节点的稳态电压在允许范围内,风电场设置SVC是减小风电场电压波动、提高风电场暂态电压稳定性的有效措施。


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