论文总字数：20344字

摘 要

本文以一部风力发电机组模型为理论基础,建立了一套用于风力发电系统的自动化数学计算模型。在采用风速仿真模拟软件提供的digsilent的模拟环境下实现了一台可以对进行风速暂态和稳定性分析的双馈异步风力发电机的控制。其模型包括：异步风机桨距角变换器控制模块、轴系桨距角控制模块、风力机械驱动器控制模块、最大桨偏角和风能变化跟踪模块、控制保护模块以及基于闭环控制的digpwm风速变换器的控制模块等,实现了异步风机在各种风速变换的复杂情况下的恒频稳定运行。

最后,分析了分布式静态稳定电源对风力模型接入配电网静态电压稳定的主要影响,并用相关理论和实践加以了验证,再以分布式静态稳定的电压潮流模型为理论基础,制定了基于电压潮流解存在性的分布式电压稳定指标,并在iidigsilent环境下综合分析已成功建立的分布式风力发电模型及其接入配电网iieee33节点对分布式静态输配网电压潮流稳定性的主要影响。

关键词:分布式电源；风力发电；潮流算法；静态电压稳定性

Research on the Influence of Distributed Power on Voltage Stability of Distribution Network

Abstract

Based on a wind turbine model as the theoretical basis, this paper establishes an automated mathematical calculation model for wind power generation system. In the digsilent simulation environment provided by the wind speed simulation software, a doubly-fed asynchronous wind generator can be led for wind speed transient and stability analysis. Its models include: asynchronous fan pitch angle converter control module, shafting pitch angle module, wind mechanical drive module, maximum pitch angle and wind energy change tracking module, protection module and digpwm wind speed converter based on closed-loop control The control module, etc., realizes the constant frequency stable operation of the asynchronous fan under the complicated conditions of various wind speed changes.

Finally, the main effects of the distributed static stable power supply on the static voltage stability of the wind model connected to the distribution network are analyzed and verified with relevant theories and practices. Based on the distributed static stable voltage flow model as the theoretical basis, the The voltage flow solution solves the existing distributed voltage stability index, and comprehensively analyzes the successfully established distributed wind power generation model and its access to the distribution network iieee33 node to the distributed static transmission and distribution network voltage flow stability in the iidigsilent environment. influences.

Keywords: distributed power； wind power generation； power flow algorithm； static voltage stability

目录

第一章 绪论 1

第二章 分布式电源及其对配电网的影响 2

2.1 分布式电源的类型及特点 2

2.1,1 分布式电源的定义 2

2.1,2 分布式发电的种类 2

2.1.3 分布式电源并网接口处理方式 2

2.2 分布式电源接入对配电网的影响 3

2.2.1 分布式电源接入对配电网影响的概述 4

2.2.2 分布式电源的潮流算法计算 4

第三章 分布式风力发电系统建模 5

3.1 双馈异步风力发电机的系统结构 5

3.2 双馈异步风力发电机的数额模型 6

3.3 基于DigSILENT仿真软件的双馈异步风力发电机仿真模型 8

3.3.1 双馈异步风力发电机机械控制部分 8

3.3.2 双馈异步发电机电气控制部分 11

3.4 双馈异步发电机仿真输出特性 17

第四章 分布式电源的配电网电压稳定性分析 19

4.1 分布式电源对配电网电压分布的影响 19

4.1.1 分布式电源对配电网电压分布影响的仿真 19

4.1.2 不同分布式电源接入位置对电压分布的影响 19

4.1.3 分布式电源相对位子对配电网电压分布的影响 20

4.1.4分布式电源接入容量对配电网电压分布的影响 20

4.2 分布式电源对配电网静态电压稳定性影响的分析 21

4.2.1 配电网静态电压稳定性分析 21

4.2.2 分布式电源对配电网静态电压稳定性指标影响的仿真 21

4.2.3分布式风力发电系统对配电网静态电压稳定指标影响 22

第五章 结 束 语 24

致谢 25

参考文献 26

第一章 绪论

面对着全球能源危机和全球环境资源安全问题的双重挑战和压力,清洁能源和可再生化石能源的分布式能源发电相关技术在我国乃至全世界都得到了广泛应用。近年来,用于清洁能源发电的分布式发电（distributedgenerations,简成dg）在该领域的发展迅速,有助于增加和减少对我国传统能源化石和可再生能源的依赖和需求,减少传统能源污染气体的排放并有效保护环境。随着现代电力技术和电子以及分布式控制系统技术的发展,使大部分分布式电源能够接入配电网络已成为一种可能,但同时也对整个配电网络和系统的安全带来一系列不可避免的危险影响。越来越多的危险品被引入和分销配电网络。与许多常规的设备相比,这些分布式的dg设备具有一些特殊的功能:等效惯性矩小,缺乏初级电流和频率的调制能力以及对电压自动调节的能力有限。如果新能源设备替代大量常规的电源,将会大大降低整个配电网的效率和抗干扰能力。特别是高功率的冲击条件会在整个配电网络中直接引发潮流和电压下降的问题。同时,配电网络的电压抗干扰等级低,负载可变,抗干扰能力差。除了一定规模数量的dg访问之外,传统的分布式配电网络已经变成了一个具有多点分布式电源的复杂配电网络,这首先将对整个配电系统网络的内部电压稳定性能和功能产生很大的影响。

本文的研究课题主要是研究分布式的电源与dg接入配电网结合后,对于配电网线路电压的稳定性所可能产生的具体影响。通过一系列的计算、模拟和数据分析,得出分布式的电源对于配电网的电压稳定性产生直接影响的意义和具体表现。传统的线路电压稳定指标评估并不能有效地帮助评估整个配电网的线路电压稳定性，更何况随着各种分布电源大量地并入整个配电网,使得配电网线路电压稳定性的评估研究更为复杂。因此,针对dg接入对于配电网线路电压稳定的直接影响这一问题,需要在基础上引入一些新地对配电网电压稳定指标评估的方法,并且结合大量的仿真模拟和计算分析,才能得出相对科学严谨的结论。

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