储能式液压型风力发电机组调频控制研究
发布时间：2021-11-18 10:33
电力系统的频率稳定是电能质量的重要标志之一,与常规发电机组的频率响应特性不同,风能的间歇性、弱可控性、波动性以及传统风电机组与电网的弱耦合性导致风力发电系统惯量较低,不利于电网的频率控制,严重制约了风电的发展。因此,本文研究利用储能技术提高液压型风电机组的调频能力,以增强高风电渗透率（并网风电在电力系统中的占比）下电力系统的频率稳定性。本文针对储能式液压型风力发电机组频率响应特性和调频方法进行了研究,利用储能技术提高单台液压型风电机组的调频能力。建立了液压储能系统、液压主传动系统以及并网后发电机有功调节系统的数学模型,分析了机组的调频特性和液压储能系统的惯量系数,提出基于虚拟惯性补偿控制的调频控制策略,并进一步提出基于改进BP神经网络的PID自适应闭环调频控制策略。针对基于虚拟惯性补偿的调频控制策略,首先分析了系统负荷波动瞬时负荷扰动量的动态传输与分配特性,并对液压储能系统的惯量系数进行了折算,结合风电调频准则和频率偏差要求对皮囊式蓄能器进行容量配置;然后采用基于蓄能器有效容积的可变下垂系数计算液压储能系统有功出力,推导建立了频率偏差与变量泵/马达摆角之间的传递函数,得到了基于数学模型...
【文章来源】：燕山大学河北省
【文章页数】：103 页
【学位级别】：硕士
【部分图文】：
018年1-12月全球陆上风电新增装机容量图
图 1-1 2018 年 1-12 月全球陆上风电新增装机容量图就全球范围而言，风电渗透率继续快速增长。2018 年全球累计风电装机容量超00GW，风电的发电量占全球总电力需求的 6%，其中全球陆上、海上新增风电容量分别为 46.8GW、4.5GW。同时 2018 年全球陆地新增风电装机容量前五的装机容量分别为：21.2GW、7.6GW、2.4GW、2.2GW、1.9GW。中国45%美国16%德国5%印度5%巴西4%法国3%墨西哥2%瑞典2%英国1%加拿大1% 其他16%0000539123590423MW
监测得到的电力系统频率偏差均值及其方差也逐渐增大，且频率超出偏围的次数亦变多。2011 年，国家电监会发布的《风电安全监督报告》表明 2011 年 1~8 月期间，我国风电脱网事故多达 193 起，导致电力系统中频和振荡，严重威胁了电网的安全持续运行。综上，风电渗透率的提高必将系统的稳定安全运行带来一定的挑战。3 风电的调频能力需求.1 各个国家或地区调频要求为保证高风电渗透率电网的频率稳定，许多国家已在电网运行标准中明确频率响应与调节的职责。德国要求装机容量大于 100MW 风电厂的一次调频于额定容量的 2%[17]；加拿大要求容量大于 10MW 的风电场必须能以不低定功率进行频率调节[18]；我国也已将风电机组参与电网调频写入技术规定电场内有功出力超过额定容量 20%的所有机组能够参与系统有功功率控制尔兰对风电机组参与调频的规定最为详细，如图 1-5 所示[20]。
【参考文献】：
期刊论文
[1]基于PSO-GSA算法的含DFIG互联系统AGC优化控制研究[J]. 张俊武,王德林,陈斌,刘柳,潘志豪,康积涛. 电力系统保护与控制. 2018(13)
[2]国内外海上风电发展现状[J]. 郑海,杜伟安,李阳春,高峰,阳阳. 水电与新能源. 2018(06)
[3]基于调峰能力分析的电网弃风评估方法及风电弃风影响因素研究[J]. 王丙乾,董剑敏,关前锋. 南方能源建设. 2018(02)
[4]10 kW/20 kWh锂电池储能协同风电一次调频备用的实验验证[J]. 李军徽,范兴凯,穆钢,严干贵,安军,冯喜超. 太阳能学报. 2018(05)
[5]风电参与电力系统调频技术研究的回顾与展望[J]. 张旭,陈云龙,岳帅,查效兵,张东英,薛磊. 电网技术. 2018(06)
[6]直驱风电并网系统中锁相环引起次同步振荡的开环模式谐振机理分析[J]. 王旭斌,杜文娟,王海风. 中国电机工程学报. 2018(07)
[7]先进绝热压缩空气储能技术研究进展及展望[J]. 梅生伟,李瑞,陈来军,薛小代. 中国电机工程学报. 2018(10)
[8]基于虚拟惯量和频率下垂控制的双馈风电机组一次调频策略[J]. 张冠锋,杨俊友,孙峰,戈阳阳,邢作霞. 电工技术学报. 2017(22)
[9]基于压力反馈的液压型风机低电压穿越控制方法[J]. 艾超,张亮,陈立娟,孔祥东. 中国机械工程. 2017(13)
[10]国家能源局印发《风电发展“十三五”规划》[J]. 上海大中型电机. 2017(01)
博士论文
[1]双调节短期储能液压变速恒频风力发电系统控制策略研究[D]. 李富柱.江苏大学 2015
[2]风电场并网小扰动稳定性分析及脱网事故初探[D]. 王磊.天津大学 2012
硕士论文
[1]风电场一次调频控制方法及试验研究[D]. 汪飞.西安理工大学 2018
[2]液压蓄能式风力发电机组恒转速控制研究[D]. 王刚.兰州理工大学 2018
[3]参与电网调频的储能系统运行控制策略研究[D]. 刘东源.东北电力大学 2018
[4]垂直轴液压型风力发电机组转速控制研究[D]. 张亮.燕山大学 2018
[5]海上波浪能与风能互补发电平台的控制系统研究与设计[D]. 杨伟鹏.华北电力大学 2015
[6]基于管路效应的皮囊式蓄能器数学模型与实验研究[D]. 权凌霄.燕山大学 2005
本文编号：3502743
【文章来源】：燕山大学河北省
【文章页数】：103 页
【学位级别】：硕士
【部分图文】：
018年1-12月全球陆上风电新增装机容量图
图 1-1 2018 年 1-12 月全球陆上风电新增装机容量图就全球范围而言，风电渗透率继续快速增长。2018 年全球累计风电装机容量超00GW，风电的发电量占全球总电力需求的 6%，其中全球陆上、海上新增风电容量分别为 46.8GW、4.5GW。同时 2018 年全球陆地新增风电装机容量前五的装机容量分别为：21.2GW、7.6GW、2.4GW、2.2GW、1.9GW。中国45%美国16%德国5%印度5%巴西4%法国3%墨西哥2%瑞典2%英国1%加拿大1% 其他16%0000539123590423MW
监测得到的电力系统频率偏差均值及其方差也逐渐增大，且频率超出偏围的次数亦变多。2011 年，国家电监会发布的《风电安全监督报告》表明 2011 年 1~8 月期间，我国风电脱网事故多达 193 起，导致电力系统中频和振荡，严重威胁了电网的安全持续运行。综上，风电渗透率的提高必将系统的稳定安全运行带来一定的挑战。3 风电的调频能力需求.1 各个国家或地区调频要求为保证高风电渗透率电网的频率稳定，许多国家已在电网运行标准中明确频率响应与调节的职责。德国要求装机容量大于 100MW 风电厂的一次调频于额定容量的 2%[17]；加拿大要求容量大于 10MW 的风电场必须能以不低定功率进行频率调节[18]；我国也已将风电机组参与电网调频写入技术规定电场内有功出力超过额定容量 20%的所有机组能够参与系统有功功率控制尔兰对风电机组参与调频的规定最为详细，如图 1-5 所示[20]。
【参考文献】：
期刊论文
[1]基于PSO-GSA算法的含DFIG互联系统AGC优化控制研究[J]. 张俊武,王德林,陈斌,刘柳,潘志豪,康积涛. 电力系统保护与控制. 2018(13)
[2]国内外海上风电发展现状[J]. 郑海,杜伟安,李阳春,高峰,阳阳. 水电与新能源. 2018(06)
[3]基于调峰能力分析的电网弃风评估方法及风电弃风影响因素研究[J]. 王丙乾,董剑敏,关前锋. 南方能源建设. 2018(02)
[4]10 kW/20 kWh锂电池储能协同风电一次调频备用的实验验证[J]. 李军徽,范兴凯,穆钢,严干贵,安军,冯喜超. 太阳能学报. 2018(05)
[5]风电参与电力系统调频技术研究的回顾与展望[J]. 张旭,陈云龙,岳帅,查效兵,张东英,薛磊. 电网技术. 2018(06)
[6]直驱风电并网系统中锁相环引起次同步振荡的开环模式谐振机理分析[J]. 王旭斌,杜文娟,王海风. 中国电机工程学报. 2018(07)
[7]先进绝热压缩空气储能技术研究进展及展望[J]. 梅生伟,李瑞,陈来军,薛小代. 中国电机工程学报. 2018(10)
[8]基于虚拟惯量和频率下垂控制的双馈风电机组一次调频策略[J]. 张冠锋,杨俊友,孙峰,戈阳阳,邢作霞. 电工技术学报. 2017(22)
[9]基于压力反馈的液压型风机低电压穿越控制方法[J]. 艾超,张亮,陈立娟,孔祥东. 中国机械工程. 2017(13)
[10]国家能源局印发《风电发展“十三五”规划》[J]. 上海大中型电机. 2017(01)
博士论文
[1]双调节短期储能液压变速恒频风力发电系统控制策略研究[D]. 李富柱.江苏大学 2015
[2]风电场并网小扰动稳定性分析及脱网事故初探[D]. 王磊.天津大学 2012
硕士论文
[1]风电场一次调频控制方法及试验研究[D]. 汪飞.西安理工大学 2018
[2]液压蓄能式风力发电机组恒转速控制研究[D]. 王刚.兰州理工大学 2018
[3]参与电网调频的储能系统运行控制策略研究[D]. 刘东源.东北电力大学 2018
[4]垂直轴液压型风力发电机组转速控制研究[D]. 张亮.燕山大学 2018
[5]海上波浪能与风能互补发电平台的控制系统研究与设计[D]. 杨伟鹏.华北电力大学 2015
[6]基于管路效应的皮囊式蓄能器数学模型与实验研究[D]. 权凌霄.燕山大学 2005
本文编号：3502743
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