风电并网的仿真研究

根据双馈感应电机的特点,利用风电机组的数学模型,基于MATLAB/SIMULINK构建了包含风电场的电力系统的仿真模型。对风机的投入与切除,以及风电机组出口发生三相短路故障的两种情况进行了动态仿真。仿真结果表明,在风电机组0.8s接入系统和3.5s脱离系统时,系统略有波动但很快建立新的平衡;在风机出口故障时系统经历短期的波动后恢复了稳定,此结论为研究大规模风电并网提供了理论研究依据。     

基于P-V曲线的光伏接入地区电网安全稳定性分析

新能源的大规模接入改变了电网原有的潮流分布、线路传输功率与整个系统的惯量,因此,新能源接入后电网的电压稳定性及频率稳定性都会发生变化。分析研究光伏发电系统的并网仿真模型,建立光伏并网数学模型,并通过P-V曲线对光伏发电系统接入电网产生安全稳定性影响的机理进行分析,进行大规模光伏接入对电网稳定性影响的仿真分析,包括静态电压稳定和频率稳定。以某典型的区域电网为例,验证了所提模型及理论分析的有效性。     

大型风电并网的现状与分析

随着能源结构的改变,越来越多的风力发电机组接入电网。但是,风电出力具有随机性和波动性,大量的风电接入电网为其发展带来一系列的挑战,比如调峰、调频难度增大,电网运行控制困难,局部电网接入能力不足,电网稳定风险增大等。分析了风电机组接入系统后给电网造成的影响,并针对这些影响,论述了目前风机发电接入电网所需要解决的技术问题,考虑了风电场联网的方式和输电规划、风电场联网对电网的友好支持、风电场调度、低电压穿越、无功控制调节、风电场及电网储能、风电场发电计划、风能占电网规模的比例和影响、风电电能质量等多方面的技术问题,为解决风力发电机组大规模接入系统提供了参考依据。     

基于多输入信息融合模型的暂态稳定分类

应用一种信息融合模型对电力系统暂态稳定进行分类评估。当电力系统发生故障时,采用该方法可以综合来自电网和发电机的多个信息源对电力系统的暂态稳定进行判别。利用D-S证据理论实现决策级融合,从而提高电力系统暂态稳定评估的可靠性。10机39节点系统被用来进行仿真研究,结果表明,提出的模型比原有的模型更有效。     

风电场电能质量特性及治理措施仿真分析

基于甘肃河西地区大规模风电接入电网工程,建立了典型风电机组仿真模型,仿真分析了风电并网引起的电压偏差、电压波动、谐波等电能质量特性;在对风电场电能质量特性分析的基础上,综合考虑补偿效果等因素,对应用STATCOM治理风电场电能质量的效果进行了仿真。仿真结果表明,STATCOM对风电场的各种电能质量问题具有较好的治理效果,可为风电场电能质量特性分析和治理提供参考。     

双馈风电机组低电压穿越能力的应用研究

近几年来,风电机组容量快速增长,为了维持电力系统的安全稳定运行和保证风电场并网安全,对风电场提出低电压穿越的要求是必要的。低电压穿越要求是电力系统功率平衡与频率稳定的需要,也是局部电网电压稳定及电压恢复的需要。为最大限度减少大规模风电接入系统对电网的影响,对风电机组提出了更高的要求,即风电机组具有一定的低电压穿越能力。介绍了变速恒频双馈风电机组的基本结构,建立了双馈风电机组动态数学模型。以Matlab/Simulink为仿真应用平台搭建了系统仿真模型,结合风电场低电压穿越能力要求的相关标准规定,针对不同电网电压跌落的情况下,仿真应用研究了变速恒频风电机组的低电压穿越能力,仿真结果表明:双馈风电机组在电网电压跌落时满足继续并网运行的条件,且为电网电压恢复提供了无功功率,提供的无功功率大小与电网电压跌落程度有关。     

试论大规模风电的并网瓶颈及其对策

目前，大规模的风电场给电力系统造成的负面影响日益明显，风电并网和运输资源瓶颈已经十分突出；此文尝试对现阶段我国大规模风电接入电网所面临的问题进行描述，并利用经济学方法对风电并网对电网企业的外部成本影响进行分析，进而提出电网对风电大规模接入应在协调电网规划、风电与其他电源协调发展等方面采取的相应措施，以期为相关理论研究和...     

关于网络故障脆弱性优化评估仿真

网络故障脆弱性优化评估即分析故障模式下的电网脆弱性变化,以降低故障影响及发生可能性,但传统的脆弱性评估中忽略了线路权重以及输电效率的影响,构造以线路电抗为权值的电网加权拓扑模型,定义综合考虑节点和边差异性的网络结构熵下降百分比指标和考虑路径长度的输电效率下降百分比指标,通过不同故障模式下的指标变化值,分析电网的脆弱性,最后对IEEE9节点系统进行仿真分析,实验结果验证了所提方法的有效性和正确性,且说明电网对关键节点的依赖大于普通节点,合理安排电网结构将有效提高系统稳定性能。     

零序暂态电流接地选线原理与方法研究

通过小电流接地模拟电网在不同条件下发生单相接地故障时的实录波形分析与处理,深入分析了小电流接地系统发生单相接地故障稳态过程和暂态过程,得到了小电流接地系统发生单相接地故障时暂态特征。鉴于模拟电网的局限性,采用MATLAB7.1/Simulink6.3软件搭建具有10kV五出线的仿真电网进行大量的单相接地故障仿真实验。最后,提出基于零序暂态电流首半波比值的选线判据,并对该方法进行大量不同条件下仿真实验,进一步验证该判据的正确性。     

双馈风力发电场惯性与阻尼控制技术

变速恒频风力发电机组若具备常规发电机组对系统功率稳定性的支持作用,有利于提高风电渗透率较高的区域电网的稳定性。首先,本文在分析双馈风电机组运行特性和控制策略的基础上,研究了双馈机组的虚拟转动惯量与转速调节及电网频率变化的关系,提出了双馈风电机组的惯性控制策略。其次,基于改善双馈风电机组的惯性响应降低系统阻尼的不利影响,分析了双馈风电机组通过无功调节增加系统阻尼的原理,并进一步提出了风电机组基于无功附加控制的阻尼控制策略。最后,通过对含30%风电装机容量的三机系统的仿真分析,验证了系统发生扰动后在所提控制策略的协调控制下,不仅能够利用双馈风电机组的虚拟惯量使风电场具备对系统频率快速的响应能力,并可使系统功率振荡迅速衰减,从而提高了基于双馈风电机组的大规模风电场接入电网后的电力系统暂态稳定性。     

风电并网对系统稳定性及紧急控制策略影响的仿真分析

在DIgSILENT软件中建立异步风电机组和双馈感应风电机组模型,以新疆某地区实际电网为例,分析比较了两种不同风机并网对电力系统电压和频率稳定的影响,同时,研究了两种风机并网前后对电力系统紧急控制策略的影响。仿真结果表明:当电网发生扰动时,双馈感应风机频率响应不明显;但在电网扰动影响电压稳定时,双馈感应电机能够提高一定的电压稳定性;当电网发生大扰动,采取紧急控制策略后电网的稳定性不如电网未接入风电时电网采取紧急控制策略后的稳定性。     

风电机组无功功率控制和频率调节建模与仿真研究

风电机组并入电网时,难免会导致电网运行的一些故障,其中的两种可能故障情形就是无功功率控制和频率调节。本文根据《大型风电场并网设计技术规范》中关于风电机组无功功率控制和频率调节的规定,利用Matlab/simulink来模拟风电机组并网时可能遇到的故障电压,分别模拟了风电机组满足功率因数在一定范围内动态可调和频率发生变化时的情形。仿真结果表明本文所设计的仿真系统能达到系统要求。     

双馈型机组风电场三相电网短路故障暂态特性分析

风电场三相电网短路故障暂态特性是研究大型风电场和电网之间相互关系的问题之一.首先基于机理分析,建立了机组和电网数学模型.然后利用Matlab/Simulink仿真环境和机组参数,建立了风电场全系统的仿真模型.最后通过对双馈型机组风电场三相电网短路故障下的数字仿真,得到了风电场和机组各关键参数的响应特性,并着重对它们的暂态特性进行了分析.所建立的模型和仿真结果为今后进一步研究风电场与电网之间的相互影响提供了理论基础.     

含电动汽车充电站的多端直流微电网研究

为未来大规模能源互联网的形成以及多种新能源的接入提供技术支撑,设计直流微电网的拓扑结构,提出了一种四端口环网的直流电网拓扑结构,实现交流电网、储能单元、直流负荷、风力发电和光伏发电与直流电网的互联。首先研究了交流电网与直流电网的接口方式和相关技术参数,提出了光伏发电、风力发电和储能单元等接口的技术配置。其次,研究了整个直流微电网的启停时序,设计了直流电网的接线方式、电压等级和容量,最后基于MATLAB Simulink平台搭建了直流园区系统仿真模型,然后对典型工况进行了仿真分析：（1）储能单元由放电到能量为零;（2）储能单元由充电到能量充满;（3）VSC1变换器功率反转;（4）负荷跳变;（5）储能单元由放电到充电。这些工况基本包涵了直流微电网可能出现的运行状态,对直流微电网的运行管理有较高的参考价值。     

基于虚拟样机和模糊推理的故障仿真预测模型

为了克服由于试验和使用数据不足而无法获取足够的故障知识的问题,将虚拟样机作为一种新的故障过程仿真和定量推理方法引入到故障预测中,提出了基于虚拟样机和动态模糊综合评判的故障仿真预测模型.详细说明了基于ADAMS的虚拟样机建立方法,指出了传统模糊综合评判方法的不足,提出了基于动态模糊综合评判的故障预测方法.这样建立的故障仿真预测模型不仅能表达火炮的动态特性,还具备较强的数值计算及过程控制能力.     

基于聚类的电网暂态稳定裕度估算方法

本文融合了传统的因果分析方法和数据核心思维方法,提出一种基于因果分析结果构建样本库,基于聚类进行稳定裕度快速估算的方法.首先从海量的历史量化分析或模拟仿真计算结果中,按故障提取暂态稳定模式,将所有故障的稳定模式取并集作为关键特征量.其次对各故障按特征量进行方式聚类,生成电网安全运行知识库.最后基于知识库对当前方式下多重故障进行自动匹配和稳定裕度快速估算.该方法提升分析计算的速度,为电网安全稳定快速决策提供依据,为电力系统暂态稳定分析评估提供了新思路.     

基于多状态概率模型的新能源消纳能力分析

新能源发电装机规模日益增加,客观评价电网消纳新能源的能力是提高新能源渗透率又保证系统安全稳定运行的重要条件。本文基于新能源联合出力多状态概率模型,考虑系统调峰容量约束,利用新能源装机规模、损失电量及消纳电量在无约束情况下新能源理论可发电量中的占比等指标来综合评估电网的新能源消纳能力,进而提出一种基于多状态概率模型的新能源消纳能力分析方法。对某省2020水平年规划电网新能源消纳能力进行了实例分析,统计历史年新能源出力概率分布,并依据该统计结果求取了风电、光伏联合出力概率分布,利用该省电源、负荷等规划数据测算了系统剩余调峰容量,进而评估了新能源消纳能力,分析了状态数选择对分析结果的影响,验证了所提出方法的正确性和有效性。     

输入时滞的海上风电机群分布式控制

随着海上风电的大规模发展, 以及电网互联范围的不断扩大, 时滞主要产生在风电场广域测量系统的信号 测量和传输中, 从而导致风电机组系统性能下降甚至不稳定, 严重影响了风电场的正常运行. 因此, 该文基于Hamilton 能量理论, 研究了双馈风电机群的分布式时滞控制问题. 首先, 该文对双馈风电系统进行Hamilton实现, 得到风 电机组PCH–D模型; 然后, 针对单机系统PCH–D模型, 引入Casimir函数设计控制律, 使得风电系统在输入时滞下能 够稳定运行; 进而, 将风电机组网络化, 设计分布式时滞控制策略, 使得整个风电机群在30300 ms的时滞范围内整 体保持稳定. 最后, 通过仿真验证了所提控制策略能有效地解决系统的输入时滞问题, 同时减小了时滞引起的系统 误差, 提高了风电机群的稳定性和控制精度.