含风电场的电力系统稳定性分析

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1、硕士学位论文MASTER’SDISSERTATION论文题目含风电场的电力系统稳定性分析作者姓名郑鑫慧学科专业电力系统及其自动化指导教师荣雅君教授2015年5月-I-中图分类号：TM744学校代码：10216UDC：621.3密级：公开工学硕士学位论文含风电场的电力系统稳定性分析硕士研究生：郑鑫慧导师：荣雅君教授申请学位：工学硕士学科专业：电力系统及其自动化所在单位：电气工程学院答辩日期：2015年5月授予学位单位：燕山大学-II-ADissertationinPowerSystemanditsAutomationPOWERSYSTEMSTABILITY

2、ANALYSISINCLUDINGWINDFARMSbyZhengXinhuiSupervisor:ProfessorRongYajunYanshanUniversityMay,2015-III-燕山大学硕士学位论文原创性声明本人郑重声明：此处所提交的硕士学位论文《含风电场的电力系统稳定性分析》，是本人在导师指导下，在燕山大学攻读硕士学位期间独立进行研究工作所取得的成果。论文中除已注明部分外不包含他人已发表或撰写过的研究成果。对本文的研究工作做出重要贡献的个人和集体，均已在文中以明确方式注明。本声明的法律结果将完全由本人承担。作者签字：日期：年月日燕山大

3、学硕士学位论文使用授权书《含风电场的电力系统稳定性分析》系本人在燕山大学攻读硕士学位期间在导师指导下完成的硕士学位论文。本论文的研究成果归燕山大学所有，本论文的研究内容不得以其它单位的名义发表。本人完全了解燕山大学关于保存、使用学位论文的规定，同意学校保留并向有关部门送交论文的复印件和电子版本，允许论文被查阅和借阅。本人授权燕山大学，可以采用影印、缩印或其它复制手段保存论文，可以公布论文的全部或部分内容。保密□，在年解密后适用本授权书。本学位论文属于不保密□。（请在以上相应方框内打“√”）作者签名：日期：年月日导师签名：日期：年月日-IV-摘要摘要随着能

4、源和环境危机的加重，风能作为清洁能源越来越受到人们的重视，其并入电网的规模也在不断增大。风能的随机性和波动性，决定了风机输出功率的不确定性，风电场并入电网后改变了原有系统的潮流分布，加之风电机组与常规发电机组之间的差异，都会对电力系统的稳定产生影响。因此，研究不同类型风机并入电网后对电力系统稳定性的影响具有重要意义。本文的主要研究内容如下。建立了普通异步风力发电机和双馈感应发电机的静态数学模型，对比分析了各种含风电场的电力系统潮流计算方法的优缺点，最终采用修改雅可比矩阵中风电场节点对应元素的方法进行潮流分析，计算分别由这两种风机组成的风电场并入电网后的潮

5、流分布，为电力系统稳定性分析提供基础。利用静态稳定性分析获得系统的薄弱区域，可以从总体上把握整个系统的稳定性。本文利用风速的威布尔分布，建立风速的分层分布模型，将风速每层的概率作为系数考虑进薄弱区域的分析中。连续潮流法能较好克服潮流方程在极限点附近的病态，从而得到完整的PV曲线。本文基于风电场的特性的连续潮流法，利用得到的系统各负荷节点临界状态的电压稳定性指标，可以辨识出系统的薄弱节点；利用基于力学思想的广义功角稳定性分析方法，可以辨识出系统的薄弱支路。有效综合薄弱节点和薄弱支路，为电网规划和安全稳定运行提供参考。对含风电场的电力系统进行暂态稳定性分析，

6、不仅有助于分析预想故障对含风电场电力系统的危害程度，以及不同类型风机组成的风电场接入对于系统稳定性的影响，而且有助于故障的有效消除和稳定性措施的合理实施。本文以云南省部分地区电网为研究对象，利用电力系统分析软件包(PowerSystemAnalysisToolbox,PSAT)搭建了研究区域的系统仿真模型，并在风速和故障两种扰动工况下，分析了风电场输出功率变化对风机自身以及对系统侧暂态稳定的影响，还分析了风机参数变化对风机暂态稳定性的影响。最后，针对分析结果，提出了改善稳定性的措施。关键词：风电场；连续潮流；薄弱区域；静态稳定；暂态稳定-V-Abstra

7、ctAbstractNow,theenergyandenvironmentalcrisisisontherise.Asacleansourceofenergy,windenergyisreceivingincreasingattentionandthescaleofitisgrowing.Fluctuationandrandomnessofwinddecidetheoutputofwindgeneratorsisuncertain.Whenwindfarmsareintroducedinpowersystem,thepowerflowdistributi

8、onwouldbechanged.Andtherearemanydifferen