风电场功率波动特性预测及其对电压稳定性的影响研究

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1、L_I!^iyMiiUNIVERSITYOFELECTRONICSCIENCEANDTECHNOLOGYOFCHINA硕士学位论文MASTERTHESIS论文题目风电场功率波动特性预测及其对电压稳定性的影响研究学科专业电气工程学号201221170208作者姓名田云翔指导教师刘群英副教授独创性声明本人声明所呈交的学位论文是本人在导师指导下进行的研究工作及取得的研究成果。据我所知，除了文中特别加以标注和致谢的地方外，论文中不包含其他人已经发表或撰写过的研究成果，也不包含为获得电子科技大学或其它教育机构的学

2、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己在论文中作了明确的说明并表示谢意。作者签名：日期:年6月又：^日论文使用授权本学位论文作者完全了解电子科技大学有关保留、使用学位论文的规定，有权保留并向国家有关部门或机构送交论文的复印件和磁盘，允许论文被查阅和借阅。本人授权电子科技大学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，可以采用影印、缩印或扫描等复制手段保存、汇编学位论文。(保密的学位论文在解密后应遵守此规定）作者签名.•兩古草网导师签名:曰期：抨么月MB分类号密级注1

3、UDC学位论文风电场功率波动特性预测及其对电压稳定性的影响研究田云翔指导教师刘群英副教授电子科技大学成都申请学位级别硕士学科专业电气工程提交论文日期2015.05.15论文答辩日期2015.05.18学位授予单位和日期电子科技大学2015.06答辩委员会主席评阅人注1：注明《国际十进分类法UDC》的类号。RESEARCHONWINDPOWERFLUCTUATIONCHARACTERISTICSANDITSIMPACTSTOVOLTAGESTABILITYAMasterThesisSubmittedtoUn

4、iversityofElectronicScienceandTechnologyofChinaMajor:ElectricalEngineeringAuthor:TianYunxiangAdvisor:Prof.LiuQunyingSchool:SchoolofAutomationEngineering摘要摘要由于风速的随机性、不确定性，导致风电机组输出功率不稳定。当风电场接入电网，系统必须留有足够的备用容量，以便风电出力随机波动过程中保证系统能向用户提供高质量的电能供应。系统备用容量的确定，需要跟踪风电

5、功率波动特性，而风电的波动特性给含风电电力系统的稳定性、安全性带来了巨大影响，因此随着风电大规模的接入电力系统，无论是对系统规划还是系统稳定性的维护，风电功率预测研究都具有重要的研究意义。针对以上出现的问题，本文做了以下工作：（1）研究了时间序列法及卡尔曼滤波在风电场风速预测中的应用。首先对时间序列法及卡尔曼滤波的数学模型进行总结，针对时间序列法在风速预测中预测误差过大，预测结果有延时的缺点，引入卡尔曼滤波算法。首先根据历史风速数据得到时间序列预测方程，然后将所得到的预测方程的系数代入卡尔曼滤波方程中，得

6、到下一阶段的风速预测数据。仿真结果表明，本文所用方法可以有效提高风电场风速预测精度。（2）利用美国宇航局全球风速数据库数据，对烟台地区风电功率波动特性进行了分析。分析了烟台地区风电功率季节性波动特性和日内功率波动特性、风电功率与负荷的相关性，所得到的结论对合理规划该地区风电并网具有参考意义。（3）对电力系统稳定性理论进行了总结；之后搭建含风电电力系统仿真模型，分别对风电功率波动、线路故障等情况进行了系统电压稳定性仿真分析，并对其失稳机理进行了研究，给出了改进方案；比较了两种无功补偿装置对含风电电力系统三相

7、短路故障条件下电压稳定的效果。（4）基于分岔理论的原理，给出了用分岔理论分析电力系统电压稳定性的流程、局部分岔类型、分岔点的类型；之后给出了静止无功补偿器（SVC）、高通滤波器（washoutfilter）的原理、数学模型；最后搭建含风电电力系统仿真模型，分别分析了静止无功补偿器（SVC）的参数对电力系统电压稳定性的影响，带高通滤波器（washoutfilter）的静止无功补偿器（SVC）对含风电电力系统的电压霍普夫（Hopf）分岔现象的影响。关键字：风速预测，风电波动特性，时间序列，分岔理论，含风电电力

8、系统IABSTRACTABSTRACTBecauseoftherandomizationanduncertaintyofwind,theoutputpowerofthewindgeneratorisnotstable.Whenthewindfarmisconnectedwiththepowergrid,enoughreservecapacityisessential,sothattheoutputofwindpowerisin