大规模风电并网对系统暂态稳定性的影响

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1、大规模风电并网对系统暂态稳定性的影响摘要随着风电装机容量的增加以及风电在电网中所占的比重不断提高，各种与风电相关的电力系统稳定、运行问题日益显现。尤其是我国提出大基地、大电网的大规模风电发展规划，风电场接入电网的电压等级越来越高，其输出功率的波动性和间断性对系统的影响将越来越明显，使得风电场对于电力系统的影响不断增大。为了应对大规模风电的接入，确保风电接入后的电力系统运行的可靠性、安全性与稳定性，研究风电并网尤其是大规模风电并网对电力系统的影响有着重要的理论意义和实用价值。本文主要分析了大规模风电场并网之后对电力系统暂态稳定

2、性的影响，主要研究内容包括：首先，分别对定速异步风电机组和直驱永磁同步风电机组进行了建模分析。给出了风电机组的空气动力学模型和轴系模型：简单推导了异步发电机和永磁同步发电机在同步旋转坐标系下的动态方程；重点建立了直驱永磁风电机组变流器的数学模型，为接下来对风电场的暂态稳定性分析打下基础。其次，对不同风电机组在电网故障时的动态特性进行了分析。在分析电网故障对异步发电机动态特性的影响的基础上，介绍了利用SVC改善其暂态稳定性的措施；分析了电网故障对直驱永磁风电机组变流器性能的影响，重点研究了变流器的解耦控制原理和相应的控制器模型

3、，以及如何提高机组的低电压穿越能力。再次，分析了由不同类型风电机组构成的单一类型风电场并网运行后对系统稳定性的影响。在对定速异步机风电场并网后的分析中，分析了三相短路故障时系统的暂态稳定性，并分析了风电场SVC装置对提高电网稳定性的作用；在对直驱永磁风电机组的分析中，对比分析了两种不同控制模式下风电场对电网稳定性的影响。。最后，对由定速异步风电机组和直驱永磁风电机组构成的混合风电场接入电网后的暂态稳定性进行了仿真分析。对直驱风电机组采用了一种无功功率协调控制策略，以充分利用其无功支持能力来满足整个风电场的无功需求，改善风电并

4、网性能，降低风电成本。关键词：风力发电；定速异步风电机组；直驱永磁同步风电机组；暂态稳定性；无功功率协调控制ⅡAbstractWiththeincreaseinwindpowercapacityandwindpowertheproportionofpowerincrease，variousproblemaboutwind·relatedpowersystemstabilityandoperationisbecomingincreasinglyapparent．Inparticularourcountrymakealargeb

5、aseandlargescalewindpowergriddevelopmentplan，windfarmsaccesstohighvoltageratedincreasingly，theoutputpowerfluctuationandintermittentimpactonthesvstemwillbemoreandmoreobvious，makingthewindfarmforpowersystemscontinuetogrow．Inresponsetolarge．scalewindpoweraccess，toensu

6、rethatwindpowersystemoperationafteraccesstothereliability,securityandstabilityofwindpower,especiallylarge．scalewindpoweronpowersystemhasanimportantimpacttheoreticalandpracticalvalue．Thispaperanalyzesimpactoflargescalewindfarmintegrationonpowersystemtransientstabili

7、ty,themaincontentsinclude：Firstofa11．theoverallmodelconfigurationoffixedspeedinductiongenerator(FSIG)anddirectlydrivenwindturbinewithpermanentmagnetsynchronousgenerator(D．PMSG)arepresented，respectively．Theaerodynamicmodel，shaftsvstemmodelofwindturbinesarepresented；

8、thepaperderivesthedynamicmodelofthenormalasynchronousgeneratorandpermanentmagnetsynchronousgeneratorexpressedinthereferenceframerotatinginsynchro