含分频风电的电力系统机电暂态计算方法以及暂态特性分析

对含分频风电的电力系统机电暂态计算方法以及暂态特性进行了分析。首先,建立了交交变频器的准稳态模型,该模型反映了暂态过程中变频器两侧的电压、功率关系。其次,提出了含分频风电的电力系统暂态稳定算法。该算法将交交变频器准稳态模型与低频、工频两侧的网络方程相连得到系统网络代数方程。同时,利用交替迭代法对系统微分—代数方程组进行求解。最后,对含分频风电的电力系统的暂态稳定特性进行了分析。分析结果表明,由于低频侧电抗仅为工频系统1/3左右,故障时低频风力发电机转速响应的阻尼高于同距离的工频系统。同时,当低频侧故障时交交变频器对工频侧发电机的振荡具有明显的抑制作用。     

含风电系统的潮流计算分析

研究了就风电接入电网的潮流计算问题,提出相应模型和方法。重点在于风力发电机PQ特性的处理,将风电机组的有功表达为风速的函数,无功进而可以表示为有功、电压及转差的函数,并根据风电场节点电压与无功的关系,对雅可比矩阵进行修改,实现潮流计算与传统方法的并轨和一致性。应用模型和算法对风电接入后的烟台电网进行了计算分析,初步得到较满意的效果,也为进一步深入研究奠定了基础。     

异步风电机组的配电网潮流计算研究

介绍了异步风力发电机组的系统潮流计算模型设计,并利用设计的模型计算了恒功率因数控制方式下的电网系统潮流,确定了电网系统的无功补偿和电压调整方案,确保风电机组的并网可靠性和运行稳定性。     

含同步风电机组的电力系统动态最优潮流

同步风力发电机因电压和无功可控、并网效率高的特点,成为目前发展趋势。考虑同步风力发电机的无功控制方式与机组爬坡约束,对风电场无功运行边界和并网点电压条件进行探讨,推导出同步风电机组的无功极限计算方法,建立了含同步风电机组的电力系统动态最优潮流模型。由于发电机的有功、无功只与风速和节点电压有关,因此计算过程中无需额外修正节点电压值。在同步风力发电机基础上,考虑风速和负荷变化,选取某地区24小时风速和负荷变化典型曲线,分别在恒电压和恒功率因数两种控制方式下采用现代内点理论对IEEE-14和IEEE-118标准算例进行仿真,其结果为分析风电场接入电力系统的影响,制定风电有效容量,提高系统接纳风电能力提供决策依据。     

含UPFC网络的潮流计算及稳态特性仿真分析

基于统一潮流控制器（UPFC）控制支路的节点功率解耦法,提出了扩展雅可比法的含UPFC电力网络的稳态潮流统一计算方法。通过对IEEE标准系统的仿真,表明了该方法具有很好的迭代效果和收敛性,同时定性地说明了UPFC多种参数控制模式对电网灵活的控制效果     

含风电场的电力系统潮流计算

文中建立了风电场的稳态分析模型，该模型考虑了风电场的尾流效应、风电机组输出功率与尖速比和滑差等之间的函数关系，结合异步风力发电机工作原理，将异步风力发电机的滑差修正量引入到雅可比矩阵中，使潮流计算迭代过程仍保持牛顿-拉夫逊法所具有的平方收敛速度；还在该模型和常规PQ模型基础上提出了简化模型。文中将所提出模型用于接有风电场的IEEE14节点测试系统的潮流计算，并对结果加以对比分析。     

电力系统可视潮流与无功优化计算

可视化计算是把计算中的数字信息转变为直观的图形信息。介绍了潮流与无功优化计算的可视化实现。并用Visual Basic编制了在中文Windows98下实现的调度员潮流程序,可以模拟各种调度操作,已在广东省三水市和顺德市电力工业局投入使用。     

含风电的电力系统概率潮流计算

概率潮流求解中蒙特卡罗法只有在大规模采样的条件下进行多次模拟,才能提高精准度,其导致计算量大,耗费时间,难以处理风电中变量相关性的概率潮流。采用基于拉丁超立方采样的蒙特卡罗法对含有风电场的电力系统概率潮流问题进行分析。基于拉丁超立方采样的蒙特卡罗法,主要分为采样和排序。采样是为了确保样本空间能够被完整的采样,排序是为了降低随机变量之间的相关性。该方法将Gram-Schmidt和Cholesky2个排序方法结合,很好地降低随机变量之间的相关性。通过IEEE-39节点仿真,结论显示该方法能够较好地处理风电中的风速相关性,降低采样规模,提高精准度,是一种非常有效的处理含有风电场的概率潮流问题的方法。     

含UPFC的电力系统最优潮流计算

由于UPFC能够控制母线电压和线路潮流,包含UPFC的电力系统最优潮流模型中须引入附加的等式约束和不等式的约束,增加了优化计算的复杂性,本文应用直接非线性原一对偶路径跟踪内点算法进行求解,并给出了3个试验系统的优化计算结果,验证该方法的有效性。     

风电经分频输电装置接入系统研究

基于分频输电理论,提出了一种全新的风力发电馈网方式--风电场经分频输电装置接入系统方式.该方式将风电场中所有风力发电机组发出的变化的低频电能通过控制系统收集到一起,经过远距离输电后再经过分频输电装置统一接入负荷中心.该方式通过降低输电频率来减少输电线路的电抗以及减少齿轮箱的增速比,提高了效率、减少了投资.算例以某实际风电场为例,分析了变速变频方式下风力发电机组的特性,与恒速恒频方式相比,该方式有效地提高了风力机的输出功率.     

计及电压与无功功率的直流潮流算法

直流潮流算法在电力系统中应用广泛,但目前的直流潮流算法大多无法准确计算节点电压幅值和支路无功潮流。因此,文中基于经典直流潮流算法,考虑无功功率方程,提出了一种计及电压与无功功率的直流潮流算法,可在保留直流潮流算法线性与快速性的前提下,实现节点电压幅值与无功潮流的近似求解。对IEEE 118节点系统、Polish 3012节点系统和国内实际大系统的仿真验证表明,所提出的改进直流潮算法能够精确、快速地求解系统中的节点电压幅值与无功潮流。     

风力发电机组特性及接入系统的潮流计算方法研究

介绍了风力发电机组的工作原理和风电场的功率特性,针对P—Q简化模型法、P—Q迭代模型法、R—X迭代模型法在含风电场的电力系统潮流计算中存在的不足,提出一种考虑异步风力发电机组的无功一电压特性来进行含风电场的电力系统潮流优化计算方法。在MATLAB软件环境下,采用IEEE14节点系统作为测试系统进行潮流算例仿真,仿真结果表明,该方法的潮流计算精度和速度均较高,具有良好的合理性,可满足含风电场的电力系统潮流优化计算要求。     

考虑源荷频率特性的含风电交直流系统概率连续潮流方法

针对传统连续潮流方法难以适应大规模风电接入交直流互联系统的实际情况,提出了一种含风电交直流系统概率连续潮流计算方法。该方法在兼顾常规机组调频特性和负荷电压/频率静特性基础上,进一步考虑风电出力随机性、直流控制方式和频率波动偏差约束,建立考虑电源调频和负荷电压/频率静特性的含风电交直流系统概率连续潮流方程;通过其修正方程的雅可比矩阵,推导能反映频率波动、风电出力和控制方式等因素的负荷裕度灵敏度指标;基于统一迭代法,结合蒙特卡洛方法和预估-校正方法获取系统N和N-1状态时多场景潮流解和负荷裕度。最后,修改的IEEE 39节点系统算例仿真结果验证了所提方法的正确性和有效性。     

利用敏感频段评估大规模风电对电力系统频率影响的方法

随着系统中风电渗透率的增加,风功率波动对电力系统频率的影响不可忽视。首先定义了"敏感频段"的概念,对单机系统频率响应模型进行分析,揭示了不同频率的功率扰动对系统频率特性影响程度的差异。其次,计及复杂电力系统的非线性特性,提出了利用聚类思想识别其敏感频段的分区域扫频法。最后,给出了从敏感频段角度分析风功率波动对电力系统频率特性影响的分析方法,结合风功率波动的幅频特性评估其对电网频率的影响,通过东北电网算例证实了敏感频段的存在,验证了所提方法的有效性。     

分频海上风电系统的技术经济分析

介绍了分频输电系统(FFTS)应用于海上风电的拓扑结构,并通过一个装机容量300 MW、离岸距离250km的算例,比较其与现有高压交流(HVAC)和高压直流(HVDC)并网方式的技术及经济优劣。FFTS通过降低输电频率(如50/3Hz),显著降低交流电缆中的充电电流,提升海底交流输电的效率与性能。结果表明,FFTS能满足算例的并网需求,且风电穿透率大于HVAC。算例中FFTS换流站的投资折算和年维护费用比HVDC少9 126万元,等年值比HVDC低7.28%。在算例的基础上,文中进一步给出了FFTS-HVDC临界经济距离—装机容量曲线,相对而言FFTS更适用于装机容量大、离岸近的风电场,对于300 MW风电场,二者的临界经济距离约为634km,远超已有和规划中的海上风电场的离岸距离。分析结果表明了分频海上风电系统所具有的应用潜力。     

一种基于直流法潮流的快速潮流计算方法

直流法潮流在交流潮流模型的基础上根据实际电网特点做出合理假设,在确保较高准确率的情况下大大简化了潮流计算过程。提出了一种基于直流法潮流的快速潮流计算方法,可通过手工计算快速得到计算结果,可应用于电网规划设计、运行方式安排及调度操作等。通过实际电网算例证明,该方法计算简便快速,在对电网进行合理简化的基础上该算法的计算精度一般可达90%以上,完全可以满足工程计算的要求。     

大量风电引入电网时的频率控制特性

大量风力发电引入电网时,会对电网的频率控制带来影响。在深入分析异步电动机频率特性的基础上,采用所开发的电力扰动装置对不同转矩特性的异步电动机的频率特性进行了测试。基于加权综合的思路建立了包含异步电动机的综合负荷的频率特性模型。同时分析了风力发电的出力特性。通过对一个包含风力发电的电网进行分析,论证了考虑负荷频率特性以后,在同样电网调频能力的情况下,频率波动的偏差会变小。