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风能作为一种高效、清洁能源日益受到人们的重视。在发展高效能源的过程中,如何大量的转化并输送风电成为当今亟待解决的一大问题。风电场并网技术不断发展,大规模风电场并网成为一种趋势,并且随着风力发电机技术的发展,风电在电网中的渗透率越发不可忽视。因此,考虑风电场高渗透率情况下,电力系统的运行的安全稳定问题也将越来越重要。
本文的研究工作是围绕电力系统的低频振荡问题展开的,电力系统低频振荡是一个一直困扰电气工作者和长期未能得到解决的工程问题。本文考察了传统电网中接入恒速恒频风电场后电力系统的低频振荡模态变化特性,并且通过仿真计算得到了初步的结论,为今后大规模风电场并网提供了参考依据。
本文的主要工作包括:1)推导了鼠笼式异步发电机的稳态和动态模型;2)考虑鼠笼式异步发电机特性的系统潮流计算:3)基于全系统线性化模型的小干扰分析;4)含有风电场的电力系统阻尼转矩分析:5)不同干扰信号作用下系统的时域仿真,同时与小干扰计算结果对比其一致性。本文得到的结论是恒速恒频风电场的接入可以提高传统电网的阻尼,并且,风电的渗透力越高,系统的阻尼越大。也就是说,渗透率不高于10%,风电对于系统的低频振荡总是存在一个正面影响。但是,风电场的影响程度取决于电网的网架以及系统的运行方式。此外,风是变化而不便预测的,风电场对风能波动具有一定程度的平滑作用这一特点得到验证,并且观察可以发现部分风电机组退出运行不会引发系统振荡。