含风电场的电力系统静态电压稳定性分析中期报告.docx

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研究 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 指导教师： 王珺 完成日期： 2013.5.8 一． 毕业设计进展情况 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 未完成部分: (1) 应用 P-V 曲线法研究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，对部分知 识的掌握还不太熟悉，望老师能够谅解。 二.毕业设计的具体实施方案 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 ,我便开始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: ? U ? I ?r ? s s s jx s ?? ?I s I ?jx r m ?U ? I ? r ? ? ? ? r r ? s ? jx ? ? I ? I jx ? s ? s r ? s r m (1) 其中，Us 为定子端电压， Is 为定子电流，Ur 为转子绕组外接电源 sr的电压，Ir 为转子电流，r 和 xs 分别为定子绕组的电阻和电抗，r s r 和 xr 分别为转子绕组的电阻和电抗， s 为转差率。 根据式（1）可得双馈感应发电机稳态等值电路，如图 1 所示。图中， Im为励磁电流， E? 为感应电动势。 gr Xg g ?  I?m Xr I? rr Is U? s  X E? ?m ? r s U? r s 图 1 双馈感应发电机稳态等值电路由图 1 可知： sE? ? Us ? Is ?R s jX ? s (2) Im ? E? / jXm I ? I ? I r m s (3) (4) rUr ? sE? ? Ir ?R r jsX ? r (5) 式中，定子电压U s 、定子电流 Is 与转子电压Ur 、转子电流 Ir 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用恒功率因数控制模式，故本文仅讨论该控制模式下含双馈风电机组的电力系统潮流计算。 VA预测B 垂直校正CE临界点 V A 预测 B 垂直校正 C E 临界点 D 水平校正 ?P 1 2 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）开始，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）解出准确解（C）；当 P进一步增长时,根据新的切线预报电压值。如果新的估计 P 值超出了准确解的 Pmax ，则以 P 值固定的校正计算就不会收敛。因此采用固定监控点电压的校正（水平校正）计算来求准确解（E）。当接近电压稳定极限时，为了确定准确的 Pmax ，在连续预报期间，?P 应逐步减少。 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，本文在计算中采用了常规潮流求解与连续潮流分析相结合的方法，即从初始运行方式开始，用常规潮流法求解，直到不能收敛为止，再采用连续潮流法计算。 e双馈感应发电机注入系统总有功功率 P 由定子绕组发出的有 e s功功率 P s 和转子绕组发出或吸收的有功功率 P 两部分组成。风电 r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， 转子绕组吸收有功功率；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吸收有功功率。由式（1） r rs~（5）可以推出，转子绕组的有功功率 P 可用定子绕组有功功率 P r s s?和无功功率Q 来表示，即 s ? r x2 P2 ? Q2 ?  r U2r s2 r U 2 r s x2 U2P ? r x2 U 2 s ? r ss Q sP ? r x2 s s x2 m s m m (6) ss s m式中，x ? x ? x 。 ss s m ??P ? P ? P ? ? r U2 r U 2 r s r x2 P2 ? Q2 2r x x2 U2? x2 U 2 s ? r ss Q ? ?1? s ?P ? x2 s m s m s x2 m (7) e双馈感