风电电能质量监测系统的设计与应用

风电电能质量监测系统的设计与应用作者：彭明智，刘永强，赵富强，PENGMingzhi，LIUYongqiang，ZHAOFuqiang作者单位：彭明智,刘永强,PENGMingzhi,LIUYongqiang(华南理工大学,电力学院,广东,广州,510640)，赵富强,ZHAOFuqiang(耐奇电气科技有限公司,广东,广州,510640)刊名：低压电器英文刊名：LOWVOLTAGEAPPARATUS年，卷(期)：2010，(7)被引用次数：0次参考文献(5条)1.孙涛.王伟胜.戴慧珠.杨以涵风力发电引起的电压波动和闪变[期刊论文]-电网技术2003(12)2.吴晓朝.吴捷.杨金明.黄飞龙.周丹莹风电场电能质量监测系统的研究与应用[期刊论文]-计算机工程与设计2006(19)3.彭永胜.王太勇.范胜波.吴振勇.王双利高品质抗混叠滤波器设计[期刊论文]-西南交通大学学报2003(5)4.潘文霞.韩中林.刘刚.刘迅.苏正华基于MATLAB与虚拟仪器对风电场电能质量监测系统[期刊论文]-控制理论与应用2008(2)5.石敏.吴正国.尹为民基于小波变换与FFT算法的电能质量信号分析[期刊论文]-海军工程大学学报2003(1)相似文献(10条)1.学位论文冯洁南澳风力发电对汕头电网电能质量的影响2004随着经济的发展与人口的增长,能源需求日益增加,风力发电作为一种绿色能源发展极为迅速.并网型风力发电机组自八十年代问世,经过二十年的开发日臻成熟,风电成为当今最具规模开发和商业化发展前景的发电方式之一.但随着装机容量的增加,风力发电作为一种特殊的发电型式,也给接入电网带来了电能质量、系统稳定性等一系列问题.研究风电场对接入电力系统的影响,成为风力发电研究的一个重要课题.该文主要工作是研究风力发电对电力系统电能质量的影响,并具体应用于南澳风电场对汕头地区电网电能质量影响的分析中.首先,介绍了国内外风力发电发展的现状和存在的问题,风力发电机组的工作原理、结构和类别,以便从总体上认识风力发电的基本情况和发展趋势,理解后续研究内容;然后,根据风力发电机组出力主要由风速决定,其输出功率无法预计的特点,指出风力发电的发展将会对电力系统的控制、电能质量以及稳定性产生影响.在中国,由于风力发电在电网中所占的比例都较小,风能对系统产生的影响将主要是接入电网点的电能质量——无功功率、电压偏差、电压波动和闪变以及谐波.对于恒速发电机组,由于直接与异步发电机连接,启动时需要从电网中吸取大量无功功率,导致接入端的电压短时下降;由于风机输出功率随风速变化波动,引起电网电压波动和闪变,频率的变化.因此风机的影响以无功功率、电压变化、电压波动和频率弯化为主;对于变速发电机组,因为风机是通过整流和逆变装置接入系统,电力电子装置运行时都会产生谐波,因此影响以谐波为主.在进行理论分析后,还以南澳风电场为例,进行了一系列工作:介绍南澳风电场的装机情况、丹麦风机的技术参数、风机接入系统方式、汕头电网的现状;选择测量工具、测量时间和地点,收集接入系统与电能质量相关的有功功率、无功功率、电压以及谐波数据,并对数据进行分析,指出了风电接入汕头电网后,对电网电能质量造成的影响;研究改善接入系统电能质量的措施,并指出最有效和可行的改善方法,包括在适当地点增加控制无功功率和减少谐波的设备、选择输出特性经过优化的风力发电机组等;预测随着风力发电的发展,新型风力发电机且的广泛采用,风力发电对接入系统电能质量的影响情况.该论文研究的结论对于风力发电的发展以及相关电网和变电站的设计具有参考意义.2.会议论文宋明中.崔小文.蔡方伟.马昕霞风力发电并网及其对电能质量的影响分析2006风力发电作为21世纪发展最快的一种可再生能源,随着风电场的容量越来越大,对系统的影响也越来越明显,研究风电并网对系统的影响已成为重要课题.早期风电的单机容量较小,大多采用结构简单、并网方便的异步发电机,直接和配电网相连.而风电场所在地区往往人口稀少,处于供电网络的末端,承受冲击的能力很弱,因此,风电很有可能给配电网带来谐波污染、电压波动及闪变问题,风电的随机性给发电和运行计划的制定带来很多困难.本文介绍了风力机组并网技术和风力发电机并网及运行试验,分析了风力发电机组并网对电网电能质量的影响,深入探讨了引起波动与闪变的机理,并详细论述了电压波动与闪变的抑制方法。3.学位论文姚沈兵风力发电对启东电网电能质量的影响及控制措施2007风力发电是新能源发电中技术最成熟、最具规模化开发条件和商业化发展前景的发电技术之一，近年来，我国风力发电得到了快速发展，风力发电逐步成为电力工业的重要组成部分。但是，风能具有随机性和间隙性的特点，即将建设的启东风电场将给启东电网的电能质量、电网的安全、稳定运行带来一定的影响，其中最为突出的问题就是风电场及接纳风电场的区域变电站电压质量严重下降，甚至导致电压崩溃。如不能解决这一问题，必将阻碍风电场建设的顺利进行。提高电压质量，防止电压崩溃是电力系统吸纳大容量风电必须研究解决的重大技术问题，本人想在启东风电场正式建成之前，就风力发电对启东电网电能质量可能造成的影响进行理论上的分析，研究相关控制措施，以便在启东风电场项目实施时同时考虑减小风力发电对启东电网电能质量影响的措施。本文针对当前普遍采用的风电发电机组的结构，分析了风力发电机对电网电压的干扰及减小干扰的本体控制技术。并按研究电压波动及稳定性问题的要求，建立了启东风力发电场及启东电网的数学模型。对不同输电网阻抗、不同控制方式等多种情况进行了数值仿真计算分析，从降低输电网的阻抗、合理选择风力发电机组的参数及合理选择无功一电压控制方式等方面提出了提高电压质量、防止电压崩溃的措施。在风力发电中采用柔性交流输电(FACTS)技术可以很好地解决电压质量、防止电压崩溃的问题，从而极大地提高电力系统对风电的吸纳能力。柔性交流输电技术在风力发电中必将有很好的应用前景。4.会议论文冯洁.黄斌南澳风力发电对汕头电网电能质量的影响2006随着经济的发展与人口的增长,能源需求日益增加,人类正面临着能源利用和环境保护的双重压力.对风能的开发利用,受到了世界各国的普遍重视.在环保和能源的驱动下,风力发电成为了当今最具规模开发和商业化发展前景的发电方式之一.2002年初全世界装机容量累积达到了24471MW,比2001年增加了38.21％.据专家预测,从2002年以后,世界风力发电机组装机容量将以每年高于25％的速度递增.虽然风能作为一种理想的可再生能源,得到了世界上许多国家的重视和支持,但同时也产生了一系列问题.由于风机多采用异步发电机,且大部分距离电力主网比较远,接入点承受负荷冲击的能力较弱.因此,随着风力发电规模的增大,对接入电网的电能质量影响日益增强.本文研究风力发电产生的电能质量问题和电网电能质量的测量数据。5.学位论文汪永智风力发电中电能质量监测系统的研究2009随着风力发电的发展以及大功率变流器等电力电子设备的大量使用，风电场中的电能质量的研究已经是风力发电研究中的一个热点。本文采用TI公司的TMS320F2812，运用加窗插值FFT算法，研制了用于风力发电中的电能质量监测系统，该装置可完成风电场电能质量指标的测量，并有数据显示、存储、通信等功能，能够为风机变流器产品调试时提供相关数据显示，而且可为风力发电用的大功率变流器提供电压、电流采样数据，也可以与PLC控制系统进行互连，传送电能质量数据，具有实际应用的价值。本文首先研究了风力发电的发展及电能质量监测方面的国内外现状，对电能质量相关的指标进行了简单介绍，并对用于电能质量监测方面的国家标准进行了详细和细致的描述。其次，对于电能质量监测中运用的算法本文给予了介绍和进行了比较，并最终选择了准确并且实用的FFT运算方法，并对传统的FFT算法进行了加窗算法改进，以此作为核心算法设计了仿真实验，验证了加窗FFT相对于传统的FFT的可行性和优越性。最后，本文对电能质量监测系统进行了硬件和软件系统的设计开发，选择了基于TI公司的高性能数字信号处理芯片TMS320F2812为核心搭建的嵌入式系统平台，完成了基于VC++的人机界面软件的设计，并对设计的硬件平台在实验室的条件下进行了实验论证。6.期刊论文周文.毛志强.毛志芳.ZhouWen.MaoZhiqiang.MaoZhifang风力发电对河北省南部电网电能质量的影响及对策-河北电力技术2009,28(z1)介绍河北省南部电网风力发电的概况,分析风电机组接入电网对电能质量的影响并进行试验测试,提出改善电网结构、提高风电场接入系统的电压等级和应用动态无功补偿SVC等提高电能质量的对策.7.学位论文李娟如东风电场对南通电网电能质量的影响分析2009随着全球经济的迅速发展和人类生活水平的日益提高，能源问题和环境问题已成为当今世界各国面临的重大问题。风能作为一种洁净的可再生能源被广泛利用。风力发电是大规模利用风能最经济的方式，在世界各国得到广泛重视。但由于风电具有很强的随机性，风力发电有其自身间歇性、不可控、无调频能力、控制复杂等特点，使风电场接入电网后对系统的频率、电压等稳定性产生不利影响，并可能给电网带来一系列电能质量问题，如谐波污染、电压波动及闪变等。随着越来越多的风电机组并网运行，风力发电对电网电能质量的影响及对系统暂态稳定性影响的研究引起了大家的广泛关注。本文基于江苏如东龙源风电场对风电接入系统后带来的问题进行实例仿真与分析。对风电场的并网分析是基于以双馈发电机为核心的变速恒频发电系统，首先对变速恒频风力发电系统的基本原理及系统结构进行简单阐述，建立风力机、传动部分、双馈感应发电机等各个部分数学模型。通过所建立的变速恒频风力发电系统数学模型，在PSS/E仿真环境下实现了大型风电场与系统并网的风力发电系统动态仿真。对南通电网接入100MW风电场后系统运行中可能出现的几种情况下的仿真结果进行了深入地分析研究，包括风速变化、风电场扰动对电网和风电场各节点的电压波动、频率波动以及引起的功率变化等，分析大型风电场并网对电力系统正常运行造成的影响，并通过理论分析进行说明，提出减少风电场对系统暂态稳定性影响的方法。本文最后部分在理论基础上分析风电场接入对电网电能质量的影响，重点对风电场接入系统引起的谐波问题进行分析和公式推导，利用MATLAB/SIMULINK进行仿真，揭示了风力发电对电能质量的影响并提出谐波治理方案。8.期刊论文陈建军.龚南斌.ChenJian-jun.GongNan-bin风力发电并网对电力系统电能质量的影响分析-华北电力技术2010(5)对风电场并网的各种电能质量问题进行了分析,根据国家有关标准,通过工程实例对电能质量的分析方法进行了说明,提出相应的建议和措施.9.学位论文冯占稳电气化铁路及风电对电网电能质量的影响分析2009随着社会经济的快速发展，我国加快了铁路建设的速度，其中电气化线路占了很大的比重。在能源短缺和环保双重压力下，利用可再生能源—风能发电成为电力发展的一个重要趋势。风力发电是新能源发电中技术最成熟、最具规模化开发条件和商业化发展前景的发电技术之一。近年来，我国风力发电得到了快速发展，风力发电逐步成为电力工业的重要组成部分。电气化铁路和风电场都要最终接入电网，会对电网的运行尤其是电能质量方面产生比较大的影响。本文围绕电气化铁路和风电场对电网电能质量的影响分析开展研究，主要工作如下：br　　分析了我国电气化铁路与风电的现状和主要存在的问题。我国采用的单相工频交流牵引方式是当今世界比较先进也是应用比较广泛的铁路电力牵引制式。但是，自其接入电网以来，就存在着一些问题。电气化铁路产生的负序、谐波严重地影响了电网电能质量，降低了电网供电的可靠性。由于风能具有随机性和间隙性的特点，随着风电装机容量的增加，在电网中所占比例的扩大，对电网的安全、稳定运行带来重大的影响，其中最为突出的问题就是风电场及接近风电场的区域电力网电压质量严重下降，甚至可能导致电压崩溃。br　　对电气化铁路和风电场可能引起的电能质量问题的理论基础进行了综述，对当前国内外的电能