基于变减载系数控制的双馈风电机组一次调频策略研究

发布时间：2021-05-25 15:08

　　大规模风电并网,对系统频率稳定性造成了严重的威胁。为了减小常规机组的调频负担,可在风电机组的控制系统中加入频率控制环节,并对机组进行减载预留备用功率让其参与电网一次调频。目前多数文献只将变减载系数控制用于定风速下的功率备用控制,并没有研究变风速时机组控制模式的切换过程,基于此,本文以双馈风电机组为对象,在其功率备用和参与系统一次调频方面展开了研究。首先,介绍了双馈风电机组的系统结构及风力机的气动特性,以其气动特性为基础分析了机组的最优功率跟踪特性曲线,并对比了现有的三种减载方式,为后面机组进行功率备用奠定了基础;其次,仿效常规机组的功-频特性曲线得出了双馈风电机组的功-频特性曲线,同时比较了风电机组参与系统调频时两种控制策略的优缺点;然后,深入分析了变减载系数控制的备用原理,且引入临界减载系数作为变风速时控制模式的切换标准;最后,提出了联合控制调频策略,并在不同功率备用控制区进行了调频仿真。仿真结果表明,采用变减载系数控制策略进行功率备用时,减载系数与风速关系为分段函数且随着风速的增大减载系数减小。采用基于变减载系数控制策略进行一次调频时,机组能够根据系统频率偏差自动选择调频方式,当采... 

【文章来源】：西安理工大学陕西省

【文章页数】：60 页

【学位级别】：硕士

【文章目录】：
摘要
Abstract
1 绪论
    1.1 研究背景及意义
    1.2 功率备用研究现状
    1.3 风电机组参与频率控制研究现状
        1.3.1 惯性控制
        1.3.2 功率备用控制
    1.4 主要研究内容
2 双馈风电机组的运行原理及减载原理
    2.1 双馈风电机组运行原理
        2.1.1 双馈风电机组系统结构
        2.1.2 风力机气动特性
        2.1.3 双馈风电机组的功率跟踪特性
    2.2 双馈风电机组的减载原理
        2.2.1 额定功率减载运行原理
        2.2.2 定减载系数控制运行原理
        2.2.3 变减载系数控制运行原理
    2.3 小结
3 双馈风电机组的一次调频原理
    3.1 电力系统一次调频原理
    3.2 双馈风电机组的一次调频原理
        3.2.1 惯性控制
        3.2.2 功率备用控制方法
    3.3 小结
4 双馈风电机组的变减载系数控制策略
    4.1 变减载系数控制策略原理
        4.1.1 最大功率跟踪区减载控制策略
        4.1.2 恒转速区减载控制策略
        4.1.3 恒功率区减载控制策略
    4.2 变减载系数控制策略原理框图
    4.3 仿真结果及分析
        4.3.1 风速与减载系数关系
        4.3.2 变风速时仿真结果与分析
    4.4 小结
5 基于变减载系数控制的风电机组一次调频控制
    5.1 调频过程中有功功率增量的确定
    5.2 风电机组的一次调频原理
        5.2.1 超速区调频原理
        5.2.2 超速-变桨区调频原理
        5.2.3 变桨区调频原理
    5.3 一次调频控制原理框图
    5.4 仿真结果与分析
        5.4.1 超速区调频仿真结果与分析
        5.4.2 超速-变桨区调频仿真结果与分析
        5.4.3 变桨区调频仿真结果与分析
    5.5 小结
6 结论与展望
    6.1 结论
    6.2 展望
致谢
参考文献
攻读学位期间主要研究成果


【参考文献】：
期刊论文
[1]基于功率跟踪曲线切换的变速风电机组虚拟惯量控制[J]. 马少康,耿华,杨耕,李琦.  电力系统自动化. 2018(17)
[2]风电参与电力系统调频综述[J]. 赵嘉兴,高伟,上官明霞,查效兵,岳帅,刘燕华.  电力系统保护与控制. 2017(21)
[3]高渗透率下变速风力机组虚拟惯性控制的研究[J]. 周天沛,孙伟.  中国电机工程学报. 2017(02)
[4]基于转子动能控制的双馈风电机组频率控制改进方案[J]. 刘彬彬,杨健维,廖凯,何正友.  电力系统自动化. 2016(16)
[5]电网限负荷条件下风电场一次调频策略[J]. 范冠男,刘吉臻,孟洪民,王凯.  电网技术. 2016(07)
[6]考虑惯性调频的双馈风电机组主动转速保护控制策略[J]. 丁磊,尹善耀,王同晓,刘静利.  电力系统自动化. 2015(24)
[7]基于有功备用的风电机组一次调频能力及调频效果分析[J]. 李生虎,朱国伟.  电工电能新技术. 2015(10)
[8]基于双馈风电机组的变下垂系数控制策略[J]. 潘文霞,全锐,王飞.  电力系统自动化. 2015(11)
[9]基于双馈风电机组有效储能的变参数虚拟惯量控制[J]. 田新首,王伟胜,迟永宁,李庚银,汤海雁,李琰.  电力系统自动化. 2015(05)
[10]一种新型风电场虚拟惯量协同控制策略[J]. 陈宇航,王刚,侍乔明,付立军,蒋文韬,黄河.  电力系统自动化. 2015(05)

博士论文
[1]含高渗透率风电的电力系统频率控制[D]. 汪海蛟.浙江大学 2014
[2]双馈风力发电系统控制策略研究[D]. 赵梅花.上海大学 2014
[3]直驱永磁风力发电机设计关键技术及应用研究[D]. 高剑.湖南大学 2013

硕士论文
[1]双馈风电机组减载能力分析及一次调频协调控制研究[D]. 赵琪.西安理工大学 2017
[2]风力发电机组建模与优化控制研究[D]. 尹鹏娟.华北电力大学 2017
[3]直驱式永磁风力发电机的控制策略研究[D]. 马世春.兰州理工大学 2016
[4]双馈风力发电机组参与一次调频的控制策略研究[D]. 周小华.湖南大学 2013
[5]双馈感应风电机组参与系统一次调频的控制策略研究[D]. 曹张洁.西南交通大学 2012
[6]变速双馈风电机组建模与并网稳定性研究[D]. 闫广新.新疆大学 2008



本文编号：3205554