张建春含风电场的电力系统静态电压稳定性研究

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1、导师：王珺姓名：张建春含风电场的电力系统静态电压稳定性研究专业：电气工程及其自动化年级：09级电力四班课题：学号：090103030199毕业论文的撰写安排课题进度安排存在的问题和拟解决的方案已完成任务情况研究进展研究进展一1.已完成部分:(1).双馈风电机组稳态计算模型已完成；(2).含双馈风电机组的电力系统潮流计算在matlab程序中已完成；(3).Matlab的学习和算例的编程已完成。（4）.初步了解p-v曲线法的含义2.未完成部分:(1)应用P-V曲线法研究含风电场的电力系统静态电压稳定性；（2）计算结果的分析与p-v曲线的进一步学习。双馈风电

2、机组稳态计算模型双馈感应发电机的静态模型定子回路和转子回路电压方程分别为(1)(其中，Us为定子端电压，Is为定子电流，Ur为转子绕组外接电源的电压，Ir为转子电流，rs和xs分别为定子绕组的电阻和电抗，rr和xr分别为转子绕组的电阻和电抗，s为转差率。）二已完成任务情况(1).双馈风电机组稳态计算模型；根据式（1）可得双馈感应发电机稳态等值电路，如右图所示。（2）（3）（4）（5）由图可知：（式中，定子电压、定子电流与转子电压、转子电流有关，通过控制转子侧的电压、电流可以控制定子的有功功率与无功功率。）(2).含双馈风电机组的电力系统潮流计算通过对参

3、考文献周双喜老师编的《电力系统电压稳定性及其控制》这本书了解了连续潮流和常规潮流。连续潮流计算过程示意图连续潮流法计算步骤如图所示。从已知的解（A）开始，以一个切线预报来估计对于一个规定P增长方式的解（B），然后校正步，利用常规潮流法（系统P值不变）解出准确解（C）；当P进一步增长时,根据新的切线预报电压值。如果新的估计P值超出了准确解的，则以P值固定的校正计算就不会收敛。因此采用固定监控点电压的校正（水平校正）计算来求准确解（E）。当接近电压稳定极限时，为了确定准确的，在连续预报期间，应逐步减少。由式（1）~（5）可以推出，转子绕组的有功功率可用定子

4、绕组有功功率和无功功率来表示，如下式：(6)式中，则双馈感应发电机注入系统总有功功率为：(7)若风电机组功率因数设定值为，则有：(8)从而得（9）(3).p-v曲线法的学习P-V曲线：选定负荷和发电机出力的增加方式和方向，决定基态与电压失稳的距离.通过增加负荷和发电机出力是评价电压稳定最常用的方法.完整的P-V曲线可以通过两种方法产生：第一种是通过研究的区域中不断增加负荷并不断增加外部的发电量。第二种方法是不断增加传输界面潮流，即把发电量从受电区域移到外部区域。本次编程是通过不断增加负荷的方法来建立P一u曲线的，其基本步骤如下：1）选择一个研究区域，这

5、个区域中负荷将逐步地增加。2）研究的区域中负荷模拟起始大约在预期峰荷的20%左右。3）调整研究区域内部发电量。4)选择研究区域的节点或节点组的电压进行监视和记录。5)选择要仿真的系统条件。通过文献查阅和老师的解答并选择了一个9节点多机系统作为算例进行研究，编写出了连续潮流部分的计算过程，并且成功仿真出了含双馈风电机的三机九节点的系统模型，如图2所示。并成功绘制出了p-v曲线，如图3所示。但是,由于自身的能力有限,因此,p-v曲线部分的程序还有待于改善。图2三机九节点的系统模型(3).算例的编程。(注：从开题报告到中期答辩的主要任务)图3节点的p-v曲线

6、图图4常规输出各节点的电压值图5常规潮流计算各节点的输出电压存在的问题和拟解决的方案三问题一：matlab的编程是如何进行的因为这是在大学期间第二次使用matlab，所以比较生疏。在拿到课题有了大概的了解之后，刚开始以为是通过建立仿真模型得出仿真结果。但是，通过询问老师知道是通过matlab的编程而得到。一开始我觉得很棘手，最后经过不断地询问老师，并自己上网观看matlab的基础教程和《matlab基础》来进一步了解matlab的编程。慢慢进行摸索，得到了初步的了解。问题二：如何获得p-v曲线图由于自身的能力有限，编程中的部分程序是参考网上的类似程序通

7、过修改并通过导师的帮助来完成的。开始的时候并不知道P-V曲线是要通过潮流计算得到的，经过老师的提示与参考文献周双喜老师编的《电力系统电压稳定性及其控制》这本书的阅读与理解，最终，绘制出p-v曲线。但程序还有待进一步完善。问题三：使用matlab进行潮流计算时的问题在进行潮流计算时，通过每一步的编程增加了对matlab的了解，由于在编程过程中需要用到常规潮流计算和连续潮流计算的公式。在老师的推荐下，又将卢远老师编写的《含风电场的电力系统最优潮流算法》在老师的讲解下得到了理解，通过在程序中编写雅克比矩阵等，最终，汇编出了包括常规潮流计算和连续潮流计算在一起

8、的程序。问题四：编程时用到的主要参考文献开始编程时并不知道如何进行，如编程中的公式和部分原理以