考虑风电场出力不确定性的电力系统恢复策略研究

发布时间：2020-03-27 06:07

【摘要】：随着新能源渗透率的不断提高及其控制技术的不断发展,新能源电源作为黑启动电源为周围负荷供电成为可能,在此背景下本文提出了一种黑启动场景下风电场孤网运行控制策略,该策略首先以柴油发电机作为辅助电源启动风电场,然后以柴油发电机和风电场形成的孤网小系统为周围负荷供电。为消除风功率波动性的影响,本文在未来风功率预测的基础上,采用限功率控制使风电场在其作为黑启动电源的供电时间范围内以最小平稳出力稳定运行,并在限功率控制基础上引入下垂控制,提高了系统调频能力;同时通过计算双馈风机无功出力极限,优先利用其动态无功调节能力,使其在黑启动过程中能够快速响应系统无功变化。仿真结果表明,本文所提控制策略能够在黑启动场景下由风电场带周围负荷稳定运行直至主网恢复对该区域负荷供电,减小了该区域负荷的停电时间和停电损失,同时风电场和周围负荷组成的孤网小系统具备快速有功无功响应能力,提高了系统的稳定性和安全性。风电场除作为第一批黑启动电源外,在网架重构恢复过程中,充分考虑风电场的功率支援可加快系统的恢复速度,而风电场出力又具有不确定性,这为系统恢复方案的制定带来了新的挑战,为此本文提出了一种考虑风电场出力不确定性的网架重构恢复方法。该方法首先以预测误差不确定性描述风电场出力不确定性,然后采用风电场限出力接入策略消除风功率波动性对网架重构带来的负面影响,同时定义网架恢复成功率指标描述风电场预测出力不确定性可能导致的恢复失败风险。之后,在机组节点恢复成功率不低于一定置信水平的前提下建立随机相关机会目标规划模型,以最大化网架恢复成功率和最小化网架恢复时间为优化目标,采用离散粒子群算法和随机模拟技术组成的混合智能算法求解模型。最后,以IEEE39节点为算例对该方法与传统恢复方法进行了分析对比,结果表明本文提出的恢复方法在有效应对风电场出力不确定性的同时能够有效缩短网架恢复时间,加快系统恢复进程。
【图文】：

柴油发电机400V/690V35kV/400V风电场35kV母线图 2-1 孤网系统电气连接图示，柴油发电机启动成功后，首先对风电场 35kV 侧母线）充电，为孤网小系统提供稳定的电压幅值和频率参考。

图 2-4 风能利用系数 Cp随 和 的变化曲线图由上图可知，风能利用系数 Cp为叶尖速比 λ 和桨距角 的连续非线性函数，尖速比 λ 与风轮转动角速度Rw 和风速wv 有关，因此，当风速变化时，风电场率控制可通过改变转速和桨距角来实现，即转速控制和变桨距控制。转速控制于中低风速情况，此时风机转速未达到最大限值，风速增加时，为实现限功率
【学位授予单位】：华北电力大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2019
【分类号】：TM614;TM73

【参考文献】

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本文编号：2602577