风电并网接入点选择的研究

论文总字数：15272字

摘 要

随着环境污染的日益加重,风能作为一种环保可再生能源。国内外纷纷投入大量的物力和人力开发清洁能源。风能的利用主要是通过风力发电,风力发电对环境的污染较小,而且与火力发电厂和核能发电厂相比,建立风力发电厂的投资成本也相对低。但是风具有随机、难以受人工控制的自然特性,因此风电机组的出力也具有随机、不完全受人工控制的特性,这会对电网造成一些负面的影响。而风电场的并网运行也会对电力系统的安全性、稳定性、电能质量、和电网规划等方面带来一定的影响，针对这些问题，本文介绍了世界以及我国风力发电的现状和发展方向，分析了风电场并网运行的特性及其对电力系统的安全、电能质量和稳定性的影响。考虑到风力发电接入系统点的选择以及相关因素，介绍了几种风电穿透功率极限的分析方法，综述了不同接入点与风电穿透功率极限的关系以及一些其他相关因素。

关键词：风力发电；风电场并网接入；风电穿透功率极限

Research on selection of access point for wind power

Abstract

With the increasing environmental pollution, wind energy is a kind of environmental renewable energy. At home and abroad, a lot of resources and manpower are invested to develop clean energy. The use of wind power mainly by wind power, wind power generation less pollution to the environment, and compared with thermal power plant and nuclear power plants, build a wind power plant investment cost is relatively low. But the wind has a randomized, controlled by the artificial nature of hard, so the output of the wind turbines is also has the characteristics of random, not completely controlled by the artificial, it will cause some negative influence to power grid. And parallel operation of wind farms on power system security, stability, power quality and power supply and power grid planning to bring certain influence, to solve these problems, this paper introduces the world as well as the present status and development direction of wind power generation, analyzes the characteristics of parallel operation of wind farms and the safety of the power system, power quality and stability. Given the choice of wind power system access point and the related factors, introduces several kinds of wind power penetration power limit analysis method, summarizes the different access point and the wind through the relationship between the power limit as well as some other related factors.

Keywords: wind power generation; Wind power grid connection; Wind power penetrates the power limit.

目录

摘要 I

Abstract II

目录 III

第一章绪论 1

1.1 选题背景及研究意义 1

1.2 风力发电的研究现状 1

1.3 本文主要研究内容 3

第二章风力的发电与并网 4

2.1风力发电的特点 4

2.2风电并网对电网的影响 5

第三章风力发电接入系统点的选择以及相关因素 7

3.1风电穿透功率极限 7

3.2各类研究方法 7

3.3异步风力发电机的数学模型 8

3.4案例分析 9

3.5其他因素 11

第四章总结与展望 12

4.1 总结 12

4.2 展望 12

致谢 13

参考文献 14

第一章绪论

1.1 选题背景及研究意义

随着风力发电在世界范围内的迅速发展，大型风电场接入电网，成为供电电源，已成为风能利用的主要方式。然而，由于风力发电随机性的存在，对频率的调节、电压的调节和系统的功率有较大的影响，所以使接入电网的风力发电技术、电网的运行等方面变得越来越重要。风力发电的输出功率具有很大的随机性，而且其波动不受控制。大多风力发电场建设在电网的网络结构最薄弱的末端，风电场并网运行必然会对电力系统的各种性能和电源电网的规划等方面造成一些影响。 而且，随着广域测量技术的逐步发展，风力发电场的接入对电力系统所造成的影响，已不能仅考虑对接入点的影响，还应考虑对全电网中各个节点和线路的影响。

1.2 风力发电的研究现状

（一）国外风电发展概况

当今世界的可持续能源发展迅速，全球电力系统的建设正在发生着结构性的转变，风能发电成为世界可再生能源发展的重要方向^[1]。风力发电的技术发展至今已经其形态已经相对成熟、对环境没有污染的能源，已经在世界的范围内被各国大规模的开发与应用。最早开始用风能发电的国家是丹麦，石油危机之后，对石油的短缺以及用石油和煤的燃烧所造成的环境污染，使人们对风电的发展越来越重视起来。美国欧洲等许多国家在风力发电方面进行了大量的研究。到了2015年，风电在美国已超过传统水电成为第一大可再生能源，并在接下来的7年时间里，其成本减少了约65%。欧洲一直是风电发展的领军者，在欧洲累计装机容量第一的德国，其风电的生产成本已经相当低，风电技术快速发展，更具兼容性、更大的单机容量最后将实现风电市场化。在丹麦其风电已满足大约一半的电力需求，而且还能将一些多余的电力输送到旁边的一些地区。从新增装机容量来看，其趋势呈现逐年递增。

对于许多国家来说，因为风力发电对系统的不利影响，要实现大规模的风力发电还是在未来。在电力系统方面，风电的缺点是风力发电是可变的不能被视为给定。如果将变源与大电力系统连接起来，就可以利用可变源的自然多样性，以此来减少风电对电力系统不稳定的影响以及降低可变性，增加可预测性，并且将减少接近零输出与峰值输出。随着负荷的不断增加与一个更大的系统互连对于电力系统的稳定也是非常有益的。风电遍布欧洲正是如此，这将为具有可变性和间歇性的风力电开辟了新的可能性，成功的提高了其在系统中的应用范围。风力发电技术的发展将影响风力发电对电力系统的影响，尤其是大型风电场(数百兆瓦)的接入将对风力发电系统的整合提出新的要求。

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