高比例风电接入电力系统电压抗扰性研究

随着国家大力倡导新能源的发展与建设,风力发电已成为电力行业发展的重要趋势,河西电网以其独有的环境地貌所形成的风力资源,使其成为了中国千万千瓦风电的历史性选择,但随着大规模风电的接入,因风电随机性、不确定性对原有的电力系统带来了严重的影响,因此本研究对风电的发展以及对河西电网的调度、规划有着重要的研究意义。为保证河西电网在高比例风电接入的情况下,能够稳定并网运行,系统不发生电压崩溃、电压脱网等问题,需要知道河西电网电压对于某种扰动所能经受的最大抗扰能力。

本文以河西电网为主要研究背景,针对在高比例风电接入运行的情况下,网端、送端以及网端和送端同时受到扰动时,系统的电压稳定问题,并对改善送端电压稳定提出了相应的改善措施,进行了如下主要工作:(1)针对系统受到扰动时电压稳定问题,建立了以双馈异步风力发电系统的数学模型以及风电场等值模型,研究了风电并网运行对系统电压造成的影响以及所要用到的分析方法,首先利用PSASP软件平台搭建了三机9节点系统进行仿真分析,得出了系统受到冲击负荷以及冲击负荷和阵风扰动同时作用下系统电压的变化情况,最后利用PSASP平台中的已有的河西电网模型,通过实际算例仿真得出了河西电网对这两种扰动电压抗扰能力相应的参考指标。(2)提出了利用超导储能装置(SMES)来改善河西电网中电源端风电场电压稳定性的改善措施,研究了改善电压稳定控制措施的相关理论以及超导储能装置对系统的影响机理,使用开关函数的方法建立了SMES的状态空间模型并对控制策略进行了分析,通过在三机9节点系统下进行仿真验证,证明了所提方法的可行性与正确性,最后以河西电网为实际算例,通过仿真分析得出了加装SMES对河西电网中风电场的电压以及有功、无功的改善作用,从而提

升了整个河西电网的电压抗扰性。