基于分岔理论的风电系统电压稳定性研究

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1、分类号：470．4054密级：天津理工大学研究生学位论文基于分岔理论的风电系统电压稳定性研究(申请硕士学位)学科专业：电力系统及其自动化研究方向：电力系统分析与控制作者姓名：张禹指导教师：马幼捷教授2014年1月ThesisSubmittedtoTianjinUniversityofTechnologyfortheMaster’SDegreeTheAnalysisofVoltageStabilityBasedonBifurcationTheoryinWindPowerSystemByZhangYuSupervisorProf．MaYoujieJanuary，2014独创性声明本人声明

2、所呈交的学位论文是本人在导师指导下进行的研究工作和取得的研究成果，除了文中特别加以标注和致谢之处外，论文中不包含其他人已经发表或撰写过的研究成果，也不包含为获得天洼理工大鲎或其他教育机构的学位或证书而使用过的材料。与我一同工作的同志对本研究所做的任何贡献均已在论文中作了明确的说明并表示了谢意。学位论文作者签名：獭禹签字日期：为f≯年与月1日学位论文版权使用授权书本学位论文作者完全了解天洼理工大鲎有关保留、使用学位论文的规定。特授权天洼理工大鲎可以将学位论文的全部或部分内容编入有关数据库进行检索，并采用影印、缩印或扫描等复制手段保存、汇编，以供查阅和借阅。同意学校向国家有关部门或机构送

3、交论文的复本和电子文件。(保密的学位论文在解密后适用本授权说明)学位论文作者签名：导师签名：弓么暖签字日期：≯I炒年弓月＼日签字日期：刈V年≥月1日摘要风电在人类探索新能源的过程中脱颖而出并得到了大力发展，然而在其缓解能源危机的同时也给人类带来了一系列的问题，尤其是在电压稳定性方面的问题已经成为制约其发展的关键难题，基于此，本文结合了非线性动力学中的分岔理论来分析研究了风电系统中电压稳定性。本文的研究重点包括两个：首先研究了在风电系统中的分岔现象：鞍结分岔(SNB)以及霍普夫分岔(HOPF)对系统电压稳定性造成的影响；然后针对这些分岔现象对系统造成的不利影响，提出了相应的方案来抑制。

4、主要研究内容及结论如下：其一，基于分岔理论并采用了改进的延拓算法分别对简单含风电力系统进行单参数和双参数分岔分析，进而研究了分岔与系统电压稳定性之间的关系。单参数分析表明，随着系统无功负荷和模拟风电场注入有功不断增加，系统会发生分岔现象，系统中风电场接入端电压呈现缓慢下降的态势，而整个系统的稳定运行区域会缩小；双参数分析表明，提高SVC的放大倍数或者参考电压均有助于增强风电场有功注入的接受能力的以及提升系统的机端电压，而且调节无功补偿器(SVC)的参考电压在提高系统电压稳定性以及增加有功功率向电网的注入能力方面的作用更加明显，但是由于无功补偿设备的特性：参考电压不能无限调节，因此，要

5、综合考虑无功补偿器(SVC)多个参数的协调作用来维持系统稳定性。其二，基于分岔现象给风电系统带来的不利影响提出了高通滤波器(washoutfilter)反馈辅助SVC的方法对其进行抑制和消除。研究结果表明该方法能够有效的延迟系统分岔的发生，消除系统中不稳定的霍普分岔点，在一定程度上提高了系统的电压稳定性，并且增加了系统带负荷的能力。研究结果验证了本文提出的分岔控制方法在所选风电系统中的有效性。关键词：风电系统电压稳定性分岔分析静态无功补偿器高通滤波器AbstractWindpowerintheprocessofhumannewenergyexplorationisdeveloping

6、，butitbroughtaseriesofproblemstohumanbeingsatthesametimeofeasingthepowercrisis，whichrestrictitsdevelopment，especiallyintheareaofvoltagestabilityproblem．Basedonthisproblem，thispapercombinesthebifurcationtheorytoanalyzevoltagestabilityprobleminthewindpowersystem．Theresearchincludestwopoints：first

7、oneistheeffectonwindpowersystemvoltagestabilityofthetwotypicalbifurcationphenomenon-一SaddleNodebifurcationandHOPFbifurcation；Theninviewoftheadverseeffectsofbifurcationphenomenononthesystem，puttingforwardthecontrolscheme．Themainres