风电并网稳定性分析及虚拟电厂运行优化

发布时间：2020-09-14 17:31

　　为了解决电源稳定并网问题,特别是风力发电稳定并网和短路故障稳定性问题,以及优化虚拟电厂调度和节约成本的问题,有效降低风电的随机性造成电网稳定风险,提高风电的利用率,有效较少短路故障对电网稳定运行的冲击,有效优化虚拟电厂调度方式节约运行成本,本文针对风电稳定并网方式、短路故障比较、虚拟电厂电能调度形式进行了研究。本文应用Matlab/Simulink对电力系统建模,构建仿真模拟,分析风电并网对电网稳定性的影响,总结风电并网的条件,为风电稳定并网提供依据,根据风电并网规律分析其他分布式电源稳定并网特性;再设置不同短路故障模式,分析单相短路、两相短路和三相短路故障下,用户侧负载稳定性,提出合理性建议;最后本模拟将通过粒子群算法,在电网系统中增加可控负荷,利用储能系统对系统进行优化,实现虚拟电厂对电能的合理分配,提高电力系统调度能力,并在此模型的基础上进一步分析可控负荷和储能系统的联合作用对系统运行成本的影响。模拟分析表明,稳定电源与风电联合并网可有效降低风电并网的危险,在短路故障发生时,三相短路故障破坏性最大,会直接切断末端电路,在可控负荷和储能系统的作用下,虚拟电厂有效提高电网的调度能力,节约系统运行成本。
【学位单位】：燕山大学
【学位级别】：硕士
【学位年份】：2019
【中图分类】：TM614
【部分图文】：

技术路线图,技术路线

协调调度优化模型实现虚拟电厂内不同区域和不同类型聚合单元的冷热电协调优化调度。吕梦璇等[49]人利用条件风险价值度量风电出力不确定性为虚拟电厂带来的风险损失，在成本效益分析的基础上，建立了考虑 CVaR 的发电容量和备用容量的协调优化模型，通过案例分析求证提出的方法以及模型应用的合理性与有效性[50-51]。近些年国内外逐步扩大虚拟电厂项目的建设，国外研究主要分析了广域虚拟电厂的调节方法、简化通讯系统，加快调度能力，平衡功率、降低运行成本，实现利益最大化；国内研究主要分析了功率平衡下的分布式电源容量比例、调度模式以及风电等不确定因素对虚拟电厂运行过程经济性的影响，两者均没有分析风力发电并网的适宜条件以及在虚拟电厂中增加可控负荷和储能系统联合对其经济性的影响。1.5 本文主要研究内容本文研究的技术路线如图 1-2 所示。虚拟电厂应用目的是提高电能的使用率，充分利用可再生资源，充分消纳分布式电源提供的电能。但不同能源电厂并网存在较大风险因此本论文主要工作如下：

流程图,风力发电,流程,分布式电源

电厂是对广域的分布式能源综合利用，分布式电源涵盖了风力发力发电、水力发电和蓄电池储能系统等。为有效协调控制分布式首先要构建相关数学模型，研究和分析各分布式电源的发电原理源发电过程涉及方程式，本章将对上述分布式电源的理论基础进。发电力发电原理风吹动风机叶片转动，当风速达到叶片转动下限时发电机就可以力发电机通过在叶片上安装增速机提升其转速，吸收风提供的能进一步将机械能转化为电能，最后在调节控制器辅助作用下通过作，将点频率转化成负载所需的频率，最后将电能输出。发电流所示。

风力发电系统

图 2-2 风力发电系统结构2 风电数学模型风能有较强的随机性和间歇性，风速变化的时空模型是由多种风掺混组成通常被分成四部分。（1）基本风速基本风的作用是决定风机并网时输出额定功率大小，风机以额定功率运行一直存在，其可用平均风速表示，通常为常数。威尔分布参数可以近似确风速，表达式为 kvc11（2）阵风阵风反映风速短时间内的变化特征，阵风的模拟通常符合风速余弦特性变力系统处于动态稳定状态或电网电压受风力发电系统影响产生较大波动、

【参考文献】