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风电并网静态电压稳定分析及风电接入能力计算，硕士学位论文，共71页。
摘要
能源危机和环境恶化使新型能源的发展越来越受到世界各国的重视,风能由于具有储量大、可再生、无污染、分布广等诸多特点,是发展最快的新型能源之一,已成为世界能源的重要组成部分。近年来,我国风电产业得到了迅猛发展,风电场数目和装机容量快速增加,但随着风电规模的不断扩大,风电并网对电网电压稳定造成的影响越来越不容忽视。
本文对于风电并网相关问题的研究主要分为两方面,一方面是对风电并网系统进行静态电压稳定分析,研究风电并网对电力系统静态电压稳定性带来的影响;另一方面是电网风电接入能力的计算,应用本文提出的计算方法,以IEEE-39节点系统为例,计算电网风电接入能力。在静态电压稳定分析中,静态电压稳定临界点的求取能够提供诸如电压稳定裕度、灵敏度等重要信息,研究设计一个快速而精确的电压稳定临界点计算方法对于电力系统的静态电压稳定分析具有重要意义。连续潮流算法是求取静态电压稳定临界点的重要方法,本文在传统连续潮流法的基础上,结合最小二乘法,提出了一种改进连续潮流算法,并运用仿真算例验证了改进算法相比传统算法具有迭代次数少、计算速度快等优点。然后,应用所提出的改进连续潮流算法,计算系统的静态电压稳定裕度和灵敏度指标,采用P-V曲线法和灵敏度分析法,分析风电并网对系统静态电压稳定性产生的影响,并通过仿真研究并网点电气强度、并网线路参数、风电场负荷等因素对电压稳定性的影响。
本文提出的风电接入能力计算方法结合了连续潮流算法,以节点电压不越限和静态电压稳定作为制约因素,根据风电场无功补偿配置状况计算风电接入能力。电网的风电接入能力随风电场无功补偿容量的增加而增加,但是,在风电场无功补偿容量增加到某一值时,随着风电注入功率的不断增大,风电场母线作为系统的薄弱母线有可能在电压允许偏差范围内达到静态电压稳定临界点,导致其附近的常规潮流计算不收敛,本文提出的计算方法由于结合了连续潮流算法,避免了常规潮流计算不收敛的问题,因此,能够比较准确的计算系统达到静态电压稳定临界点时的风电注入功率,即与当前无功补偿容量对应的电网风电接入能力。本文以IEEE-39节点系统为例,应用所提出的计算方法,仿真计算了风电场无功补偿容量一定的情况下,电网在三个不同并网点的风电接入能力,并且绘制出了电网风电接入能力与风电场无功补偿容量之间的关系曲线,通过曲线能够反映出一定的无功补偿容量所对应的风电接入能力以及一定的风电接入能力所需要的最小无功补偿容量。
关键词:风电并网;静态电压稳定;风电接入能力;电压稳定临界点;连续潮流

第一章绪论
1.1课题研究的背景及意义
新能源是指除传统能源之外的各种能源形式,主要包括太阳能、风能、地热能、生物质能等等。新能源与传统的化石能源相比资源丰富,分布广泛,不含碳或含碳量很少,对环境影响小,且普遍具备可再生特性,可供人类永续利用⑴。近年来,资源短缺、气候变化、环境污染等问题不断加剧,改善能源结构势在必行,新能源的发展越来越受到世界各国的重视,新能源的诸多特点决定了其将在未来人类社会的能源结构中,逐步取代传统化石能源占据主导地位[2]。
在新能源中,风能具有不可取代的地位。与其它能源相比,风能具有明显的优势,它蕴藏量大,是水能的十倍,分布广泛,可再生,无污染,是近几年发展最快的新能源[3]。风能利用最常见的形式就是风力发电。第一次世界大战之后,通过仿造飞机的螺旋桨,丹麦制造了世界上第一台风力发电机组,并成功的用于并网发电;二战之后,工业发达国家开始重视风能发电,但由于风力发电成本比廉价的煤炭、石油类能源发电的成本高,风力发电仍未得到应有的发展;1973年石油危机爆发,风力发电开始受到重视,并在20世纪80年代之后基本成熟;由于煤炭、石油等化石类能源不可再生,储量有限,同时它们在燃烧的过程中释放出大量的C02和S02,对环境造成巨大危害,为此,全世界都在开发可再生、无污染的新能源并提倡节能减排,进入21世纪,风电每年以20%以上的增容速
度发展着,风电成为诸能源中发展最快的能源[4]。
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