含风电场的电力系统静态电压稳定性分析中期报告

燕 山 大 学 本科毕业设计（论文）中期报告 课题名称含风电场的电力系统静态电压稳定性探讨 学院（系）电气工程学院 年级专业09级电力四班 学生姓名张建春 指导老师 王珺 完成日期 2013.5.8 一． 毕业设计进展状况 1.已完成部分 1. 双馈风电机组稳态计算模型已完成；2.含双馈风电机组的电力系统潮流计算在matlab程序中已完成；3. Matlab的学习和算例的编程已完成。注从开题报告到中期答辩的主要任务（4）.初步了解p-v曲线法的含义 2.未完成部分 1 应用P-V曲线法探讨含风电场的电力系统静态电压稳定性；（2）计算结果的分析与p-v曲线的进一步学习， 因为大部分时间都花在了matlab的编程上，因此，对部分学问的驾驭还不太熟识，望老师能够谅解。 二.毕业设计的详细实施方案 1.简介 1. 双馈风电机组稳态计算模型； 在开题报告的答辩结束之后,我便起先了中期答辩的准备工作,通过查阅文献对双馈风电机组稳态计算模型增加了了解.双馈感应发电机的静态模型定子回路和转子回路电压方程分别为 1 其中，为定子端电压，为定子电流，为转子绕组外接电源的电压，为转子电流，和分别为定子绕组的电阻和电抗，和分别为转子绕组的电阻和电抗，为转差率。 依据式（1）可得双馈感应发电机稳态等值电路，如图1所示。图中，为励磁电流，为感应电动势。 图1 双馈感应发电机稳态等值电路 由图1可知 2 3 4 5 式中，定子电压、定子电流与转子电压、转子电流有关.这个问题与开题报告时的问题与解决方案近似. 2.含双馈风电机组的电力系统潮流计算； 目前双馈风电机组大多采纳恒功率因数限制模式，故本文仅探讨该限制模式下含双馈风电机组的电力系统潮流计算。 图2 连续潮流计算过程示意图 连续潮流法计算步骤如图2所示。从已知的解（A）起先，以一个切线预报来估计对于一个规定P增长方式的解（B），然后校正步，利用常规潮流法（系统P值不变）解出精确解（C）；当P进一步增长时,依据新的切线预报电压值。假如新的估计P值超出了精确解的，则以P值固定的校正计算就不会收敛。因此采纳固定监控点电压的校正（水平校正）计算来求精确解（E）。当接近电压稳定极限时，为了确定精确的，在连续预报期间，应逐步削减。 连续潮流的优点为鲁棒性强，缺点为计算时间较长。为同时解决收敛性和计算时间问题，本文在计算中采纳了常规潮流求解与连续潮流分析相结合的方法，即从初始运行方式起先，用常规潮流法求解，直到不能收敛为止，再采纳连续潮流法计算。 双馈感应发电机注入系统总有功功率由定子绕组发出的有功功率和转子绕组发出或汲取的有功功率两部分组成。风电机组处于超同步运行时，转子转速高于同步转速，转子绕组发出有功功率；风电机组处于亚同步运行时，转子转速低于同步转速，转子绕组汲取有功功率；风电机组处于同步运行时，转子转速等于于同步转速，转子绕组既不发出也不汲取有功功率。由式（1）（5）可以推出，转子绕组的有功功率可用定子绕组有功功率和无功功率来表示，即 6 式中，。则双馈感应发电机注入系统总有功功率为 7 双馈感应发电机的无功功率也是由两部分组成，一部分是发电机定子侧发出或汲取的无功功率，另一部分是变流器在发电机转子侧汲取的无功功率组成。调整转子外加电源电压的幅值和相角，可以变更定子侧发出或汲取的无功功率的大小。变流器在发电机转子侧发出或汲取的无功功率相对较小，可以忽视，因而双馈风电机组的无功功率可以近似为定子绕组的无功功率。若风电机组功率因数设定值为，则有 8 代入式7，得 9 （3）.p-v曲线法的学习 P-V曲线选定负荷和发电机出力的增加方式和方向，确定基态与电压失稳的距离. 通过增加负荷和发电机出力是评价电压稳定最常用的方法. 完整的p-v曲线可以通过两种方法产生第一种是通过探讨的区域中不断增加负荷并不断增加外部的发电量。其次种方法是不断增加传输界面潮流，即把发电量从受电区域移到外部区域。外部区域电源有限时，可以单独为了建立功率裕度而采纳虚拟发电机，这台发电机应当不供应无功功率。这两种方法都是使一个区域逐步惊慌起来，即从低负荷或轻的低界面潮流到高负荷或重的界面潮流，从而建立起完整的P一U曲线。 应用P-V曲线法探讨含风电场的电力系统静态电压稳定性.连续潮流分析法就是P-V曲线逐步追踪极限点的方法，它在电力系统静态稳定性探讨方面有着广泛的应用。连续潮流分析法可以克服潮流方程在接近稳定极限运行状态时的收敛问题。当系统某一参数连续变更时，连续潮流算法可以跟踪系统状态的变更，从而得到系统的定常解曲线。 本次编程是通过不断增加负荷的方法来建立P一u曲线的，其基本步骤如下 1）选择一个探讨区域，这个区域中负荷将逐步地增加，它是简单遭遇或认为可能遭遇电压崩溃的区域，区域的大小依据实际须要确定。要变更的量是区域内负荷功率因数不变和外部发电量。 2）探讨的区域中负荷模拟起始大约在预期峰荷的20左右。这将有利于供应完整P一U分析，因为这预料了低于运行点水平下建立P一v曲线的问题。在低于运行点时，外部送人区域的发电童应当削减以便和探讨区域中成比例「降的负荷相匹配。当探讨区域中负荷成比例上升时，将可捕获到增加的负荷需求与探讨区域中的电压分布。 3）调整探讨区域内部发电量。在P一v分析期间，内部发电机的有功输出应当维持不变。每一台发电机的无功容量应当表示成机组的容量，其输出的无功功率应当允许随着P一u分析过程进行调整。电压崩溃将发生在探讨区域的无功容量被耗尽的时候。 4选择探讨区域的节点或节点组，其电压将传送到探讨区域的功率的增加得到监视和记录。作为电压不稳定初始的探讨，工程师应当选择几个严峻节点进行监视。监视记录的电压就是P一V曲线Y轴的数据。 5选择要仿真的系统条件。系统条件应当在为建立P一V曲数据成比例增加内部负荷和外部发电量之前阐明。系统事故前的P一V分析供应探讨区域可得到的最大负荷容量的指示。应依据性能等级对事故进行仿真以保证和电压稳定裕度相一样，并供应关于事故后可能发生的静态运行点的信息。 2.基本模型建模 1. 算例的编程。 算例中的含双馈风电机组的电力系统潮流计算这部分的编程几乎占用了从开题报告到中期答辩这段时间的大部分,其中,通过上网和向老师求助学习了matlab软件的编程功能,进而通过文献查阅和老师的解答并选择了一个9节点的多机系统作为算例进行探讨，编写出了连续潮流部分的计算过程，并且胜利