风电场多机等值建模及其应用研究
本文关键词:风电场多机等值建模及其应用研究
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【摘要】:随着能源危机和环境污染的加剧,大力发展以清洁能源为基础的发电系统成为未来电网发展的必然趋势。风力发电是世界上发展速度最快、技术最为成熟的新能源发电技术之一,近年来呈快速发展态势。由风电并网带来的电网安全问题时有发生,且随着并网规模的增加,这种影响将进一步加剧。建立风电并网的仿真系统模型是分析风电并网问题主要手段。但由于风电场机组数量和类型众多,分布地域广,建立详细的风电场模型将耗费大量的计算资源,因此迫切地需要研究风电场等值模型来分析大规模风电对电网运行特性的影响。为此,本文首先对单台双馈风电机组(DFIG)进行建模和仿真,仿真分析了DFIG的正常运行特性、暂态特性和低电压穿越控制特性,包括风速波动工况、无功参考值变化情况下机组的响应特性和不同控制策略及Crowbar下的低电压穿越特性等。然后,基于风电机组实际运行中的监测状态量,提出了基于模糊C均值(FCM)聚类的风电场的多机等值建模方法。以各机组输出有功功率、无功功率、机端电压有效值及输出电流有效值为分群指标,并根据给定的等值机台数,将风电场分群问题转化为聚类问题;建立了风电机组类属隶属度函数和模糊C均值聚类算法的目标函数,通过迭代求解最优的聚类中心和模糊隶属度矩阵,得到风电场分群结果;根据分群结果,对不同群的风电机组进行等值,实现风电场的多机等值。最后,将本文提出的风电场多机等值建模方法应用于宁夏含大型风电的多直流送出出电网的运行特性分析中。针对宁夏电网2014年夏大运行方式和2016年冬大运行方式,建立了麻黄山风电场的等值模型,并比较了不同等值机台数下的风电场输出特性。通过建立宁夏电网的PSCAD仿真模型,并将仿真结果与PSASP潮流计算结果进行比较,验证建立的等值模型的稳态有效性。本文提出的风电场多机等值建模在明确计算规模和等值台数的基础上,能有效减少风电场多机等值的计算量,在保证等值精度的前提下,提高了等值建模的效率。
【学位授予单位】:华南理工大学
【学位级别】:硕士
【学位授予年份】:2016
【分类号】:TM614;TM743
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