太阳能光伏发电作为新能源开发利用的重要形式之一,近年来发展迅猛。光伏发电具有出力随机波动、电力电子逆变器并网、无机械旋转惯量等有别于常规电源的差异化特征,规模化光伏并网将显著影响系统稳定特性,大规模光伏并网对系统稳定性的影响已成为当前研究热点。本文主要研究规模化光伏并网对系统暂态功角稳定性、火电机组次同步振荡特性的影响,同时研究了高渗透光伏出力变化对电压波动的影响。针对规模化光伏并网对系统暂态功角稳定性的影响,在机组暂态功角特性分析的基础上,结合光伏电源暂态功率特性,研究了规模化光伏并网对系统暂态功角稳定性影响的机理,包括光火互联系统整体惯量水平、光伏并网规模、光伏无功控制方式对系统暂态功角稳定性的影响,提出保持常规电源开机比例、控制光伏并网规模、采用定电压控制方式等提升系统暂态功角稳定性水平的措施。以新疆南疆和田地区电网为例,验证了所提措施的有效性。针对规模化光伏并网对临近火电机组轴系次同步振荡特性的影响,构建了光伏电磁暂态模型,采用测试信号法,分析了有、无光伏接入条件下的机组电气阻尼特性,并研究了光伏并网线电抗、并网点位置等因素对阻尼特性的影响。光伏并网可小幅提升发电机阻尼,光伏并网点电气距离距火电机组越远,阻尼提升幅度较小。光伏与火电机组经串联补偿交流线路外送的系统中,仍存在机组次同步振荡威胁,提出可在光伏汇集站动态无功补偿装置处配置附加次同步振荡阻尼控制器予以抑制。通过构建光火打捆交流串补外送系统,进行了仿真验证。针对高渗透光伏功率变化对电压波动的影响,基于光伏发电站的功率特性,构建典型光伏并网系统,研究了光伏波动对电压波动的影响机理,并分析了不同光伏渗透率下系统电压波动情况,随着光伏渗透率的提高,系统母线电压波动幅度增大。提出可通过优化火电机组放大倍数和油动机开启时间常数来抑制系统电压波动,提升光伏接纳能力。以新疆喀什地区电网为例,验证了所提措施的有效性。
