董炜开题报告(草稿).docx

董炜开题报告(草稿).docx西安理工大学硕士研究生学位论文开题报告题目:中小规模风电场建模及接入配电网系统影响研究学 科 电力系统及其自动化学号姓 名导 师 余健明(教授)日 期 2009」2 西安理工大学研究生学院2009年8月填写说明研究生应根据开题报告各栏目的具体要求,认真撰写开题报告。开题报告一式三份,学院、学科、导师各一份。儿个模块,太阳能板,转换器,控制板,研究主线的介绍及作用开题报告内容(包括:1•研究背景与意义;;3•主要研究内容;;5•课题的主要难点及拟釆取解决方案;;7•主要参考文献(在正文屮必须标注)中小规模风电场建模及接入配电网系统影响研究一、研究背景与意义近年來,风力发电凭借绿色环保、资源丰富、技术口趋成熟和应用成本不断降低等优势,得到了世界各国的重视,成为非化石燃料发电的重要來源。我国H前的能源结构很不合理,新能源所占比重不足1%,风电占有量则更小⑴,这与世界能源发展方向是不相符的,因此应加快屮国风屯开发和利用的力度,进而缓解屯力和屯煤供求紧张的局而。屮国风能资源丰富,可开发利用的潜力巨大,截至2007年底,,位居亚洲第二,全球第五⑵。经过十多年的发展,MW级风电机组已经成为工程应用的主流机型,特别是已有若干基于变速恒频双馈式风电机组的大型风电场投入并网发电。学界对于此类风电场的建模及其并网影响等方面问题进行了深入研究,并已得出大量研究成果。但是,大型风电场一般均接入高床输电网络,利用巨人的系统容量平衡风屯输出功率波动对屯网的不利影响,这就需要相应设立较高配额的常规旋转备用以保证电网实时功率平衡,其结果是风电对环保的贡献无法达到预期效果;此外,作为分布式能源的风电并入输电网络后一般不向当地负荷供电,无法解决供电末梢容量不足问题,也不能起到区域电源备用的作用。因此,应为研究屮小型风电场并入配电网后对系统的影响情况以及相关对策。同时,对屮小规模风电场接入配电网影响问题的研究成果也可以为大型风电场前期建设和运行提供参考。二、国内外研究进展1•风电场建模研究风电场可以定义为若干台连接在一-起且同吋向外界送出能量的风力发电机组系统,它还应该包括连接风力机组与厂用变电站母线的变压器、联络线和机端无功补偿装置等一系列组件。自20世纪90年代以来,人们已经对并网发电的风机和风场的建模问题进行了大量研究工作,并且已经取得了初步成果41o但是,经过十几年的发展,风机风场建模仍然是一门新型学科,特别是风电场模型,由于牵涉面广,涉及其屮的各个学科在发展的过程屮产生了大量新方法新理论,反过来影响风电场建模问题的研究。对于风电机组建模的思想H前已比较统一。风力发电机组主要由风力机、传动系统和发电机三个部分组成,其屮风力机能够捕获风能,应基于空气动力学知识建立它的模型;传动系统是风力机与发电机之间的连接装置,应基于机械理论和结构学知识建立传动系统的模型;发电机是将机械能转换成电能的装置,是风力机的核心部件,应基于电磁场理论和电路知识建立发电机模型但是,风力发电机(组)是一•个涉及多学科的复杂系统:桨叶的制造基于空气动力学;传动系统和塔架的建设涉及到机械理论和结构学;发电机实现机电能量的转换;控制器和保护系统则广泛涉及控制原理与电气相关方面知识。以丄各学科的发展都可能引起单机建模改进,这样导致了H前已发布的模型缺乏通用性和多环境适应能力。故此,IEEE、IEC等国际屯气组织H前正在进行研究试图发布相关的模型标准。由于建模思路不同,H前风电场模型具体形式尚不统一。一般可以分为两类:一类是基于单个风电机组模型按照场内电气连接得到相应等效模型;另—•类则将风电场等效为一台风力发电机,其参数通过系统辨识方法以相关实测数据为依据进行数学估计后得到。后一种方法大大简化了风电场模型,适合研究风电并入电网后的网侧影响问题,但也存在着不能反映风电场场内电气量波动情况,估计参数存在误差影响分析结果正确性等问题。第一种方法能够全而系统的反映风电场内部电气量变化情况,可以为研究风电场安全运行策略提供平台,但是由于详细模型会导致计算复杂,仿真时间延长,使得这类模型不适用于实时电网计算。文献[6]导出了具有相同运行条件的风机群的变尺度等值。在所给出的例子屮,矩型布置的风场内,根据行/列的风向布置了&)台风机,采用变尺度将每行或每列一台发电机。在文献[7,8]屮研究了风电场的降阶等值模型。在研究暂态电床稳定性时,可以使用组合模型和降解模型來表示风屯场。风屯场组合模型建模包括风电场屮的每台风力机、补偿电容器、升圧变圧器以及内部电网详细模型等。风电场降解模型建模是指在特定的条件下用一台风力机模型來表示风电场。虽然风电场建模工作已经有若干年历史,但是一直没有通用性强的模型发布,这已经妨碍了风电接入系统的仿真