风电介入下的电力系统负荷频率控制

发布时间：2017-06-30 05:07

  本文关键词：风电介入下的电力系统负荷频率控制，由笔耕文化传播整理发布。

【摘要】：化石能源的日益枯竭与全球环境的不断恶化,使得风电成为应用最广、发展最快的可再生能源发电方式。由于风电场输出功率的波动性和不可预测性对电力系统频率控制有着重大影响,探究风电并网频率控制新方法具有较强的紧迫性和实际意义。本文研究风电介入情况下,互联电力系统的负荷频率控制方法。本文就风电参与互联电力系统负荷频率控制的方式提出两种结构。第一种是风力发电机组不直接参与调频,它的有功出力作为电力系统承担的一种载荷；第二种是风电与水电、火电机组共同参与调频。基于这两种结构,分别建立互联电力系统数学模型,采用分布式模型预测控制算法,探究整个电力系统有功功率平衡以及频率变化情况。当风电机组输出功率波动,可以通过控制其他可调机组的出力,达到电网对频率的要求。在实际互联电力系统中,由于发电机变化率约束的存在,会对系统的动态性能造成显著影响,这对控制策略来说具有很大的挑战性,因此,将这一非线性环节转化成分布式约束优化问题。基于这两种模型分别进行了仿真分析。仿真结果表明,提出的分布式模型预测控制算法具有很好的动态特性。
【关键词】：负荷频率控制 分布式模型预测控制 风电介入 发电机变化率约束
【学位授予单位】：华北电力大学(北京)
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2016
【分类号】：TM712
【目录】：

• 摘要5-6
• ABSTRACT6-9
• 第1章 绪论9-15
• 1.1 选题背景及意义9
• 1.2 国内外研究现状9-12
• 1.2.1 风力发电的发展现状9-11
• 1.2.2 风电并网频率控制研究11-12
• 1.3 风电并网对互联电力系统的影响12-13
• 1.4 本文的主要研究内容13-15
• 第2章 电力系统数学模型15-29
• 2.1 电力系统频率调节15
• 2.2 电力系统频率响应模型的建立15-19
• 2.2.1 调速器模型16
• 2.2.2 原动机模型16-17
• 2.2.3 汽轮发电机组的传递函数模型17-18
• 2.2.4 联络线模型18
• 2.2.5 单区域系统模型18-19
• 2.3 风力发电机组基础19-28
• 2.3.1 风力发电机组的分类19-21
• 2.3.2 风力发电机组结构21-25
• 2.3.2.1 风速模型22-23
• 2.3.2.2 空气动力学模型23
• 2.3.2.3 传动系统模型23-24
• 2.3.2.4 发电机模型24-25
• 2.3.2.5 桨距系统模型25
• 2.3.3 风力发电机组数学模型的建立25-28
• 2.4 本章小结28-29
• 第3章 风电介入下的互联电力系统29-40
• 3.1 传统互联电力系统模型29-35
• 3.1.1 火电机组数学模型29-31
• 3.1.2 水电机组数学模型31-35
• 3.2 风电介入下的电力系统模型35-39
• 3.2.1 风电扰动下的互联电力系统模型35-37
• 3.2.2 风电参与调频互联电力系统模型37-39
• 3.3 本章小结39-40
• 第4章 分布式模型预测控制器设计40-57
• 4.1 分布式模型预测控制算法40-43
• 4.2 互联电力系统的GRC约束43-44
• 4.3 仿真分析44-56
• 4.3.1 风电扰动下的互联电力系统仿真图45-50
• 4.3.2 风电参与调频互联电力系统仿真图50-56
• 4.4 本章小结56-57
• 第5章 结论与展望57-59
• 5.1 全文工作总结57-58
• 5.2 未来工作展望58-59
• 参考文献59-63
• 攻读硕士学位期间发表的论文及其它成果63-64
• 致谢64

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本文编号：500666