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第1章 并网技术决定风电的未来 1

1.1引言 1

1.2风力发电并网问题的产生 1

1.2.1风力发电的基本原理 1

1.2.2风电出力特性与电网安全稳定运行的矛盾 4

1.3并网技术决定风电的发展 7

1.3.1风电并网关键技术的发展及面临的主要挑战 7

1.3.2并网技术对风电的影响 10

1.4某百万千瓦级风电场并入电网的理论研究 11

1.4.1项目的主要研究目标 11

1.4.2项目的研究成果 12

第2章 并网型风力发电机组及其仿真建模 46

2.1引言 46

2.2风力发电机组仿真建模的基本问题 46

2.2.1风力发电机组仿真模型的通用构成模块 46

2.2.2电磁和机电暂态仿真 51

2.3并网型异步风力发电机组 52

2.3.1恒速恒频异步风力发电机组的结构和基本原理 52

2.3.2异步风力发电机组并网方法 54

2.4双馈风力发电机组的建模及控制策略 55

2.4.1双馈风力发电机组的结构和基本原理 55

2.4.2双馈风力发电机组的并网方式 59

2.4.3双馈风力发电机组的仿真建模 60

2.5基于某区域电网的风力发电机组仿真模型应用示例 70

2.5.1风速扰动下系统的动态仿真 71

2.5.2系统侧故障下系统的动态仿真 74

2.5.3解耦控制方案的仿真分析 77

2.5.4双馈风力发电机组模糊控制仿真 79

2.6直驱永磁同步风力发电机组 81

2.6.1直驱永磁同步风力发电机组简介 81

2.6.2直驱永磁同步风力发电机组并网方法 82

2.6.3并网型直驱永磁同步风力发电机组建模 83

2.6.4控制策略部分 85

2.6.5仿真分析 90

第3章 风电并网电力系统稳定性分析 99

3.1引言 99

3.2风电并网电力系统的电压稳定性分析 100

3.2.1电力系统电压稳定分析的基本原理 100

3.2.2风电对电力系统电压稳定的影响及其解决措施 103

3.2.3风电并网系统电压稳定性仿真分析示例 111

3.3风电并网电力系统的频率稳定性分析 119

3.3.1风电并网电力系统频率稳定分析的基本原理 119

3.3.2风电对电力系统频率稳定的影响及其解决措施 122

3.3.3风电并网系统频率稳定性仿真分析示例 126

第4章 风电并网电力系统电能质量评估 133

4.1引言 133

4.2风电对其并网电力系统的电能质量的影响 133

4.2.1电力系统电能质量的基本概念 133

4.2.2风电对其并网电力系统电能质量的影响 137

4.3风电并网电力系统电能质量评估 142

4.3.1电能质量评估的基本方法 142

4.3.2风电场引起电网电压偏差评估 143

4.3.3风电场引起电网电压闪变评估 144

4.3.4风电场注入谐波的评估 146

4.4算例仿真分析 149

4.4.1算例系统介绍 149

4.4.2对风电场接入电网引起的电压偏差问题进行分析 150

4.4.3对风电场接入电网引起的电压闪变问题进行分析 156

4.4.4对风电场接入电网引起的谐波问题进行分析 158

4.4.5小结 162

第5章 风电穿透功率极限 164

5.1引言 164

5.2何谓风电穿透功率极限 164

5.3影响风电穿透功率极限的主要因素 165

5.4基于带约束最优化方法的风电穿透功率极限计算 167

5.4.1最优化理论简介 167

5.4.2最优化问题的基本概念 167

5.4.3风电穿透功率极限的最优化问题 167

5.4.4带约束最优化问题的解法 169

5.4.5基于遗传算法（GA）的风电穿透功率极限计算示例 170

5.5基于数字仿真法的风电穿透功率极限计算 178

5.5.1数字仿真法简介 178

5.5.2稳态仿真求取风电穿透功率极限 178

5.5.3稳态仿真求取风电穿透功率极限算例 179

5.5.4动态仿真求取风电穿透功率极限 180

5.5.5基于电压及功角稳定约束的风电穿透功率极限的动态仿真计算示例 181

5.5.6基于频率稳定约束的风电穿透功率极限的动态仿真计算示例 183

5.6基于频率静特性约束法的风电穿透功率极限计算 184

5.6.1频率静特性约束法求取风电穿透功率极限计算原理 184

5.6.2基于频率静特性约束的风电穿透功率极限计算示例 185

5.7本章小结 185

第6章 风电功率短期预测 187

6.1引言 187

6.2风电功率短期预测 187

6.2.1风电功率预测的基本概念和要求 187

6.2.2风电功率预测的分类 188

6.2.3风电功率短期预测的基本原理 190

6.2.4基于人工神经网络的风电功率短期预测 192

6.3风电功率短期预测误差分析 195

6.3.1产生预测误差的原因 196

6.3.2提高预测准确度的手段 197

6.3.3预测误差的评估指标 198

6.4基于人工神经网络的风电功率短期预测实例 199

6.4.1预预测思路 199

6.4.2误差预测思路 200

6.4.3预预测和误差预测思路验证 200

6.4.4基于误差预测值的风电场出力短期预预测值的修正 202

6.4.5算例分析 203

6.4.6结论 203

第7章 大规模风电并网电力系统优化调度 205

7.1引言 205

7.2大规模风电并网电力系统优化调度建模 205

7.2.1电力系统经济调度基本概念 205

7.2.2大规模风电对其并网电力系统调度的影响 210

7.2.3风电电价计算 212

7.2.4大规模风电并网电力系统优化调度建模 213

7.3基于遗传算法的大规模风电并网系统优化调度示例 217

7.3.1遗传算法 217

7.3.2基于GA的大规模风电并网系统优化调度算例分析 218

第8章 风电并网电力系统继电保护 223

8.1引言 223

8.2风电对其并网电力系统继电保护的影响 223

8.2.1风电系统继电保护简介 223

8.2.2并网风力发电机组短路特性及对保护的影响 228

8.3并网风电场继电保护的主要措施 234

8.3.1风电场低电压穿越评价指标 234

8.3.2风电场继电保护的改进措施 236

8.4算例仿真分析 239

8.4.1故障点因素对风力发电机组短路特性的影响 239

8.4.2故障类型因素对风力发电机组短路特性的影响 240

8.4.3风力发电机类型因素对风力发电机组短路特性的影响 242

8.4.4转子侧装设Crowbar保护电路前后对风力发电机组短路特性的影响 242

8.4.5行波保护应用于风电场 244

第9章 风电并网电力系统规划 247

9.1引言 247

9.2风电对传统电力系统规划的影响 247

9.2.1电力系统规划的基本概念 247

9.2.2风电对传统电力系统规划的影响 248

9.3风电并网电力系统规划 251

9.3.1风电并网电力系统规划建模 251

9.3.2风电并网电力系统可靠性评估 262

9.3.3风电并网电力系统规划示例 263