风电机组参与电力系统频率调整问题研究

发布时间：2017-06-26 17:05

  本文关键词：风电机组参与电力系统频率调整问题研究，，由笔耕文化传播整理发布。

【摘要】：当前电网为抑制大规模风电接入后所引起的系统频率调节问题,最为常用的办法是利用常规发电机组的调频能力,然而在风电规模占比达到一定程度时仅靠常规发电机组的调频能力已无法满足并保证电网频率质量的要求,因此为进一步充分利用风能并促进风电的发展,有必要充分挖掘风电机组参与电力系统频率调节能力。本文以典型的风力发电机,双馈式感应风力发电机(DFIG)为例,研究风电机组参与电力系统的调频问题:首先建立描述DFIG快速功率控制特性的线性模型,分析了DFIG有功功率控制特点,根据其转子侧变流器通过控制转子电流分量来控制有功功率的特点推导有功控制的数学模型。其次提出对风电机组所处风速进行风速段划分以参与频率调整的方法,通过对风速段进行合适的划分可使得处于不同风速段的风电机组承担不同的调频任务,并且可获得良好的运行特性。然后提出区域内各风场间的调频容量分配策略,通过分析风电机组调频控制中进行减载运行导致得桨距角频繁调节从而造成风电机组机械磨损这一问题,改进各风场的调频容量分配策略,使风电机组在进行调频任务时尽可能得减少桨距角调节使得其在处于良好的运行工况下并且不会对频率调节效果有较大的影响,并搭建仿真算例进行验证。最后设计考虑风电机组模型后的多区域互联电力系统的负荷频率控制系统,在所设计的控制系统基础上,分析了含风电接入的多区域互联系统的负荷频率控制方式。并从数学上证明系统存在参数不确定性和受到较大负荷变动的情况下所设计的控制系统具有渐进稳定性。
【关键词】：风电机组 频率调整 桨距角控制 渐进稳定性 调频容量分配
【学位授予单位】：哈尔滨工业大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2016
【分类号】：TM614;TM712
【目录】：

• 摘要4-5
• ABSTRACT5-8
• 第1章 绪论8-15
• 1.1 课题背景及研究的目的与意义8
• 1.2 风电的发展8-9
• 1.3 国内外研究现状9-13
• 1.3.1 风电机组调频研究现状9-11
• 1.3.2 风电场协调策略研究现状11-12
• 1.3.3 负荷频率控制研究现状12-13
• 1.4 本文主要研究内容13-15
• 第2章 基于风速段划分的双馈风力发电机的有功控制15-32
• 2.1 引言15
• 2.2 双馈风力发电机的结构与数学模型15-20
• 2.2.1 双馈风力发电机的结构15-17
• 2.2.2 DFIG快速功率控制的数学模型17-20
• 2.3 风电机组减载运行方式20-22
• 2.3.1 桨距角减载控制21
• 2.3.2 变速减载控制21-22
• 2.4 DFIG风速段及调频任务划分22-26
• 2.5 风电机组参与系统调频仿真分析26-31
• 2.6 本章小结31-32
• 第3章 风电参与互联系统负荷频率控制策略分析32-46
• 3.1 引言32
• 3.2 互联系统的负荷频率控制模型结构32-35
• 3.2.1 系统各部分的动态数学模型32-34
• 3.2.2 考虑风电参与调频的多区域系统LFC模型34-35
• 3.3 风电参与负荷频率控制效果分析35-39
• 3.4 含风电的多区域系统负荷频率控制稳定性分析39-45
• 3.4.1 扰动及参数不确定性下的渐进稳定性39-42
• 3.4.2 扰动及参数不确定性仿真分析42-45
• 3.5 本章小结45-46
• 第4章 风电场间调频容量分配策略与仿真46-57
• 4.1 引言46
• 4.2 调频容量分配策略设计46-50
• 4.2.1 二次频率调整控制系统设计46-47
• 4.2.2 区域内各风场调频容量分配策略设计47-50
• 4.3 调频容量分配策略的仿真分析50-56
• 4.3.1 单区域风场调频容量分配策略51-53
• 4.3.2 多区域风场调频容量分配策略53-56
• 4.4 本章小结56-57
• 结论57-58
• 参考文献58-62
• 攻读硕士学位期间发表的论文62-64
• 致谢64

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本文编号：486883