大规模风电场参与系统频率调整策略研究

发布时间：2021-10-30 05:46

　　由于风能的间歇性、波动性,电力系统需要预备更多的调频容量来维持系统频率稳定,不仅增加了运行成本,而且随着区域性大规模风电的并网,严重削弱了电力系统的惯性响应及一次调频能力。因此如何在风电有效出力的预测范围内,灵活控制大规模风电集群的有功出力,使其具备有效的惯性响应及一次调频能力已成为目前研究的热点。首先,分别建立了普通异步风电机组和变速风电机组的数学模型,并基于此分析了两种机型并网后频率响应特性的区别:普通异步风电机组由于发电机转子转速与系统频率之间存在强耦合联系,对系统表现为“有惯性”,变速风电机组由于机端变流器的存在,在系统频率波动时表现为“弱惯性”或“无惯性”;对于变速风电机组组成的风电场,风电场并网规模越大,在出现大扰动后,系统的频率稳定性及恢复效果越差。其次,在变速风电机组传统分区控制原理的基础上,分析了变速风电机组的功率输出特性;通过分析目前较为成熟的几种减载控制方式的工作原理,对不同减载控制方式的频率响应特性及适用工况进行了理论分析比较及仿真验证。最后,根据变速风电机组的分区运行特性及各减载控制方式优缺点比较,在尽可能考虑风电机组减载运行经济性的前提下,提出了依据风速分段... 

【文章来源】：兰州交通大学甘肃省

【文章页数】：67 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 研究现状
        1.2.1 国外研究现状
        1.2.2 国内研究现状
    1.3 主要研究内容
2 风电机组数学模型及频率响应特性分析
    2.1 风电机组数学模型
        2.1.1 恒速异步风电机组
        2.1.2 双馈感应风电机组
        2.1.3 永磁直驱风电机组
    2.2 风电机组频率响应特性分析
        2.2.1 FSIG风电机组的频率响应特性
        2.2.2 变速风电机组的频率响应特性
    2.3 算例与仿真分析
        2.3.1 不同风电机组并网后系统稳定性分析
        2.3.2 变速风电机组渗透率对系统稳定性影响分析
3 变速风电机组一次调频备用研究
    3.1 变速风电机组功率输出分区及控制原理
    3.2 变速风电机组惯性响应控制
    3.3 变速风电机组调频备用容量分析
        3.3.1 变速风电机组调频备用控制机理
        3.3.2 转子超速运行减载控制
        3.3.3 变桨距减载控制
    3.4 算例与仿真分析
        3.4.1 模拟惯性控制仿真分析
        3.4.2 转子超速控制仿真分析
        3.4.3 桨距角减载控制仿真分析
4 大规模风电集群参与系统频率调整策略研究
    4.1 依据风速分段的风电机组调频减载控制策略
    4.2 基于运行风速的风电机组聚类分群
    4.3 变速风电机组参与调频控制策略研究
        4.3.1 变速风电机组输出功率波动特性
        4.3.2 多时间尺度协调优化策略研究
        4.3.3 多时间尺度协调优化策略控制器设计
    4.4 变速风电机组减载运行经济性分析
    4.5 算例与仿真分析
        4.5.1 频率稳定性仿真分析
        4.5.2 减载经济性仿真分析
结论
附录
致谢
参考文献
攻读学位期间的研究成果



本文编号：3466173