电力系统低频振荡对风机动态特性及稳定性的影响研究开题报告

1. 研究目的与意义（文献综述）

风力发电作为目前最为经济和成熟的一种可再生能源发电技术，近年来在世界各个国家得到了迅速发展。欧美等国提出了至2030年风电发电量满足其20%电力需求的战略目标，总装机容量将达到3.05亿千瓦。中国国家发展改革委员会与国际能源署联合作出的首个风电发展综合规划《中国风电发展路线图（2050）》也提出到2050年中国风电总装机容量达到10亿千瓦的目标。

目前，国内外的风机设备技术已趋于成熟，风力发电成本已趋于合理。并网问题是风电大规模发展的主要障碍，已引起国内外工业界、学术界，以及政府部门的高度关注。风电并网对现代电力系统的安全稳定运行、电能质量控制、经济调度和电力系统规划都构成了挑战。随着风机装机容量和并网比例的扩大，这种挑战日益严峻，并逐渐成为制约风电产业仅以发展的瓶颈。也就是说，并网技术决定风电发展的未来。由于风电出力特性与电力系统对电源出力要求之间存在不可避免的矛盾，大规模风电并网会引起电网电压波动问题、电网谐波问题、低电压穿越问题、对继电保护元件的影响问题和系统稳定性问题等，其中系统的低频振荡是系统稳定性问题的一个重要部分。因低频振荡而引起区域联络线上传输功率振荡甚至解列的问题严重威胁联网系统的安全运行。分析电力系统低频振荡的机理以及其对风电并网所产生的危害与对风机动态性能及稳定性的影响已成为电力系统的规划设计和运行工作中必须解决的问题。因此,含大规模风电并网系统的低频振荡研究成为一个亟待研究的重要课题.

在相当长的一段时间里，在风机并网的低频振荡主要研究的是并网电机机组本身的小信号稳定性、风电机组并网后对电力系统低频振荡的影响机理、风电机组形成公正低频振荡扰动源及其区域间联络线功率的影响，在这些方面的模型和机理上已取得了一些成效。现行的适用于低频振荡分析的pmsg小信号模型包含了并网pmsg自身的模式特性以及各振荡模态的产生机理；采用特征值法分析了轴系模型、风机控制策略、机网侧参数、风机运行、并网距离等因素对并网风电机组小信号稳定性的影响。随着风电接入容量的不断提升，对于电力系统中产生的低频振荡对风机动态性能以及其稳定性的研究即风机整体控制器参数的影响的进展为数较少，通过对低频振荡中风机各性能参数变化调整使得风机控制系统进行更好得优化使得并网时输出功率功率更加平稳高效将是一个新的方向。

2. 研究的基本内容与方案

一、基本内容

1.研究电力系统低频振荡机理和危害以及对风机并网的影响；

2.研究不同工况下电力系统低频振荡对风机机电动态特性的影响，对风机桨距角控制系统和风机风速捕获性能的影响及机电整体特性稳定性的影响；

3. 研究计划与安排

第1~3周查阅文献；分析题目研究现状，学习基本理论；

第4周阅读文献、撰写开题报告，英文文献翻译；

第5周学习了解电力系统低频振荡的机理和危害，确定实施方案；

4. 参考文献（12篇以上）

[1]袁小明.大规模风电并网问题基本框架[j].电力科学与技术学报,2012,01:16-18.

[2]张兴.pwm整流器及其控制策略的研究[d].合肥工业大学,2003.

[3]吴复霞.电力系统低频振荡的分析和控制[d].浙江大学,2007.