考慮電動機負(fù)荷的微網(wǎng)電壓穩(wěn)定性分析.pdf

1、微網(wǎng)是由分布式電源(Distributed Generation,DG)、儲能裝置和本地負(fù)荷組成的獨立可控系統(tǒng),具有低成本、低風(fēng)險、靈活可控、多能互補和自愈恢復(fù)等優(yōu)勢,是解決分布式電源大規(guī)模接入問題、提高電網(wǎng)安全運行和供電可靠性的重要途徑。微網(wǎng)中風(fēng)能和光伏等分布式電源具有明顯的間歇性和波動性,且大量電力電子接口的使用減少了系統(tǒng)的慣性,微網(wǎng)的并網(wǎng)和孤島運行模式及兩種模式間的平滑切換增加了運行模式的多樣性,這些結(jié)構(gòu)特點和運行特點導(dǎo)致微網(wǎng)電壓

2、穩(wěn)定性問題比主網(wǎng)更加復(fù)雜。而電壓穩(wěn)定在一定程度上是負(fù)荷穩(wěn)定,負(fù)荷特性是引起電壓失穩(wěn)的眾多因素中最關(guān)鍵直接的因素。隨著工業(yè)園區(qū)微網(wǎng)的快速發(fā)展,感應(yīng)電動機(Induction Motor,IM)等動態(tài)負(fù)荷在微網(wǎng)中的比例越來越大,成為電壓穩(wěn)定性研究中一個不可忽視的因素。因此,深入研究考慮感應(yīng)電動機負(fù)荷的微網(wǎng)電壓穩(wěn)定性具有十分重要的意義。
　　本文在分析分布式電源數(shù)學(xué)模型和控制模型的基礎(chǔ)上,針對目前微網(wǎng)穩(wěn)定性分析中沒有考慮微電源特性和多感

3、應(yīng)電動機負(fù)荷的情況,采用數(shù)值仿真的方法研究了微電源特性對微網(wǎng)大干擾電壓穩(wěn)定性的影響,并分析了考慮電動機負(fù)荷的多源微網(wǎng)并網(wǎng)和孤島運行模式下電壓穩(wěn)定性的影響因素,提出了提高微網(wǎng)電壓穩(wěn)定性的措施。最后通過動模實驗,對含多感應(yīng)電動機負(fù)荷的孤島微網(wǎng)的數(shù)值仿真結(jié)果進行了驗證。本文的主要工作內(nèi)容如下:
　　①介紹包括儲能蓄電池、雙饋風(fēng)力發(fā)電(Doubly Fed Induction Generator, DFIG)、光伏發(fā)電(Photovolt

4、aic,PV)和柴油同步機發(fā)電等分布式電源的數(shù)學(xué)模型和控制模型,在此基礎(chǔ)上,利用Matlab/Simulink軟件建立風(fēng)光柴儲多源主從控制微網(wǎng)的動態(tài)仿真模型。
　?、卺槍δ壳拔⒕W(wǎng)穩(wěn)定性分析中未考慮微電源特性的情況,研究了微電源類型及容量對微網(wǎng)電壓穩(wěn)定性的影響,并根據(jù)并網(wǎng)微網(wǎng)外部故障和內(nèi)部故障時保護和模式切換時序的不同,分別研究并網(wǎng)微網(wǎng)外部故障和內(nèi)部故障兩種情況下電壓穩(wěn)定性的影響因素。仿真結(jié)果表明,并網(wǎng)微網(wǎng)外部故障時,其電壓穩(wěn)定性與

5、微網(wǎng)中感應(yīng)電動機負(fù)荷的比例和系統(tǒng)觸發(fā)孤島運行的方式有關(guān);并網(wǎng)微網(wǎng)內(nèi)部故障時,其電壓穩(wěn)定性還與故障后雙饋風(fēng)力發(fā)電機的Crowbar保護動作與否和內(nèi)部故障清除時間有關(guān)。
　?、墼诜治龈袘?yīng)電動機負(fù)荷動態(tài)特性和定義多感應(yīng)電動機負(fù)荷的起動狀態(tài)的基礎(chǔ)上,提出了采用戴維南穩(wěn)態(tài)等值對含單感應(yīng)電動機負(fù)荷的孤島微網(wǎng)電壓穩(wěn)定性進行研究的方法,算例分析了系統(tǒng)參數(shù)對含感應(yīng)電動機負(fù)荷的微網(wǎng)電壓穩(wěn)定性的影響,并針對目前微網(wǎng)穩(wěn)定性分析中未涉及多感應(yīng)電動機負(fù)荷的情

6、況,利用系統(tǒng)功率平衡的觀點,推導(dǎo)了含多感應(yīng)電動機負(fù)荷的微網(wǎng)電壓與各電動機轉(zhuǎn)差的動態(tài)耦合關(guān)系,表明含單感應(yīng)電動機負(fù)荷的微網(wǎng)大干擾電壓穩(wěn)定性的研究方法不能適用于多機系統(tǒng),采用數(shù)值仿真的方法研究含多感應(yīng)電動機負(fù)荷的孤島微網(wǎng)在電動機負(fù)荷疊加起動和微網(wǎng)故障兩種情況下的電壓穩(wěn)定性,進而提出提高電壓穩(wěn)定性的措施。
　　④通過動模實驗對含多感應(yīng)電動機負(fù)荷的孤島微網(wǎng)電壓穩(wěn)定性的數(shù)值仿真結(jié)果進行驗證,并驗證通過微網(wǎng)中感應(yīng)電動機負(fù)荷失穩(wěn)判斷微網(wǎng)電壓失穩(wěn)