含風電場的電力系統(tǒng)的電壓穩(wěn)定性的分岔研究.pdf

1、風力發(fā)電是目前發(fā)展最成熟的新能源發(fā)電方式,發(fā)展風力發(fā)電不僅可以優(yōu)化國家的能源結構、改善不斷惡化的環(huán)境,而且有利于促進電力系統(tǒng)經濟穩(wěn)定運行。隨著風電產業(yè)的迅猛發(fā)展以及風電場規(guī)模化建設成效顯著,風電并網對電力系統(tǒng)穩(wěn)定性尤其是對電壓穩(wěn)定性的影響愈顯突出。風電系統(tǒng)是一個強非線性動態(tài)系統(tǒng),分岔理論是研究非線性動態(tài)系統(tǒng)結構穩(wěn)定性的有力工具。為此,本文基于分岔理論研究含風電場的電力系統(tǒng)的電壓穩(wěn)定性,深入研究與電壓失穩(wěn)密切相關的分岔形式。具體包括以下幾

2、個方面的工作:
　　(1)推導了普通異步發(fā)電機的動態(tài)方程及靜態(tài)方程,建立了實用化的基于普通異步發(fā)電機的風電機組的總體數(shù)學模型,分析了風電場的風速波動對于異步發(fā)電機的有功-無功運行特性的影響,以及風電機組輸出功率變化對系統(tǒng)電壓穩(wěn)定性的影響規(guī)律,得到風電場對接入地區(qū)電網的電壓穩(wěn)定性的影響機理。研究表明,風電場電壓穩(wěn)定性降低主要由于風電場吸收大量無功功率,導致電網向風電場輸送的無功功率增加,造成線路的電壓降落較大所致。
　　(2)

3、提出了應用多參數(shù)延拓追蹤算法計算多維分岔邊界或超曲面,研究了風電場有功出力波動以及靜止無功補償器對含風電場的電力系統(tǒng)的電壓穩(wěn)定性的影響,得到了風電場的注入有功功率、靜止無功補償器控制參數(shù)和勵磁系統(tǒng)參數(shù)對鞍結分岔的影響。提出了應用二次多項式的非線性解析表達方法,解析描述參數(shù)空間的鞍結分岔邊界或超曲面,通過仿真驗證了該方法的準確性和有效性。
　　(3)通過分析風電場功率參數(shù)、靜止無功補償器參數(shù)等對Hopf分岔點的影響,得到了風電場注入

4、功率與含風電場的電力系統(tǒng)的電壓失穩(wěn)的關系。從結構穩(wěn)定性的角度分析了靜止無功補償器對系統(tǒng)特征多項式的控制作用,得到了靜止無功補償器對動態(tài)電壓穩(wěn)定性的改善機理。研究表明,靜止無功補償器通過調整系統(tǒng)局部結構參量,提高母線電壓的抗擾能力,強化系統(tǒng)平衡點的穩(wěn)定性,延遲Hopf分岔,進而提高非線性電力系統(tǒng)的動態(tài)電壓穩(wěn)定性。
　　(4)提出了采用靜止無功補償器等動態(tài)無功補償裝置與線性反饋控制方法相結合的Hopf分岔的控制方案,設計了常規(guī)電力系統(tǒng)