大规模风电接入的电力系统小干扰稳定及控制方法研究
发布时间：2021-05-06 13:55
为了缓解能源紧缺以及环境污染等问题,可再生能源因其清洁无污染等优势在全球范围内得到了迅速的发展。然而风电等新能源受自然因素影响具有随机性、波动性等不确定性,伴随着其大规模并网,给系统的小干扰稳定问题带来很大影响。与此同时,随着电网负荷需求的逐年增加和电力企业对效益的追求,由弱阻尼模式引发的低频振荡已成为制约电网安全稳定运行的重要因素。因此,本文考虑风电不确定性,研究了风电接入对系统小干扰稳定性的影响及其控制方法,对保证风机并网后系统的安全可靠运行具有重要的理论意义和研究价值。本文基于风电并网的动态模型,首先采用随机响应面法（SRSM）并结合Nataf变换,分析风速相关性对电力系统小干扰稳定的影响。同时,提出一种基于线性无关原则的概率配点选取方式,来提高SRSM的计算效率。其次,建立了小干扰失稳风险评估指标,将系统小干扰失稳风险进行量化。然后以发电再调整成本最小、发电调整量最小以及小干扰失稳风险最小为目标函数,建立了考虑系统稳定性的多目标有功优化调整策略。并且,考虑阻尼比灵敏度排序,采用改进NSGA-Ⅱ算法,求取各发电机的有功调整方案,有效减少了系统有功调整带来的扰动,提高了系统运行的稳...
【文章来源】：华北电力大学河北省 211工程院校 教育部直属院校
【文章页数】：61 页
【学位级别】：硕士
【文章目录】：
摘要
ABSTRACT
第1章 绪论
1.1 课题背景及研究的目的和意义
1.2 国内外研究现状及发展动态
1.2.1 含风电的电力系统小干扰概率稳定性分析
1.2.2 考虑小干扰稳定风险的有功调整方法
1.2.3 风机抑制系统低频振荡的控制方法及研究现状
1.3 本文的主要工作
第2章 基于随机响应面法的含风电电力系统小扰动稳定性分析
2.1 引言
2.2 风电场动态模型
2.3 风电场群风速建模
2.3.1 风速分布模型
2.3.2 风机出力模型
2.3.3 Nataf变换
2.3.4 基于Nataf变换的风电场群风速建模
2.4 随机响应面法
2.4.1 随机响应面法的基本原理
2.4.2 基于线性无关的概率配点法求Hermite多项式待定系数
2.4.3 基于SRSM法的小扰动稳定性分析计算步骤
2.5 算例分析
2.5.1 系统基本参数
2.5.2 算例1——SRSM准确性检验
2.5.3 算例2——SRSM考虑风速相关性准确性检验
2.6 结论
第3章 含风电的电力系统小干扰失稳风险评估及有功优化调整
3.1 引言
3.2 含风电的电力系统小干扰稳定失稳风险评估指标
3.3 考虑失稳指标的有功优化调整模型
3.3.1 目标函数
3.3.2 约束条件
3.3.3 模型求解
3.3.3.1 阻尼比灵敏度计算
3.3.3.2 求解流程
3.4 算例分析
3.4.1 小干扰失稳风险指标的确定
3.4.2 考虑小干扰稳定失稳风险的有功优化调整
3.5 结论
第4章 基于无源控制和自抗扰相结合的双馈风力发电机
4.1 引言
4.2 基于PBC和ADRC的DFIG控制模型
4.2.1 DFIG的无源性验证
4.2.2 基于ADRC的无源控制策略
4.2.2.1 自抗扰控制器组成部分
4.2.2.2 PBC-ADRC控制器设计
4.3 算例分析
4.4 本章小结
第5章 结论与展望
5.1 结论
5.2 展望
参考文献
攻读硕士学位期间发表的论文及其他成果
致谢
【参考文献】：
期刊论文
[1]考虑锁相环的双馈风力发电机组无源控制[J]. 马燕峰,刘海航,俞人楠,刘佳,刘伟东,赵书强. 电工技术学报. 2017(24)
[2]风电运行风险与备用协调优化的调度方法[J]. 李茜,刘天琪,莫思特,何川,李兴源. 电子科技大学学报. 2017(04)
[3]考虑机组优化选取的含风电电网滚动优化调度方法[J]. 王功臣,邓长虹,夏沛,梁宁,张达,周沁. 电力系统自动化. 2017(11)
[4]基于随机响应面法的含风电电力系统小扰动稳定性分析[J]. 马燕峰,刘佳,闫纪源. 电工技术学报. 2017(06)
[5]含风电电力系统鲁棒调度保守度的多目标优化方法[J]. 禤培正,朱继忠,谢平平. 南方电网技术. 2017(02)
[6]计及风电概率分布特征的鲁棒实时调度方法[J]. 于丹文,杨明,韩学山,马世英,刘道伟. 中国电机工程学报. 2017(03)
[7]电压不平衡下双馈感应发电机机侧变换器无源控制方法[J]. 程启明,郭凯,程尹曼,黄伟,徐聪. 电力系统自动化. 2016(19)
[8]计及风电不确定性的电网日前调度CVaR模型[J]. 罗亦梅,张江林,夏晨杰,武守海,吴杨,刘啸宇. 电力科学与工程. 2016(04)
[9]基于Nataf逆变换的概率潮流三点估计法[J]. 张立波,程浩忠,曾平良,姚良忠,Masoud Bazargan. 电工技术学报. 2016(06)
[10]风电并网系统小干扰概率稳定性分析与改善[J]. 边晓燕,耿艳,李学武,符杨,王倩. 电力系统保护与控制. 2015(20)
博士论文
[1]考虑并网风电随机波动的电力系统小干扰概率稳定研究[D]. 岳昊.华北电力大学 2014
[2]风力发电与光伏发电系统小干扰稳定研究[D]. 黄汉奇.华中科技大学 2012
硕士论文
[1]双馈风力发电机组对系统阻尼影响及附加阻尼控制研究[D]. 刘海航.华北电力大学 2017
[2]用于风电并网的柔性直流输电系统控制策略研究[D]. 张丽娜.山西大学 2016
[3]含大规模风电的电力系统小干扰概率稳定性分析[D]. 滕玮.山东大学 2016
[4]基于风险理论的含大规模风电电力系统调度决策方法研究[D]. 邵剑.华中科技大学 2015
[5]含风电场电力系统的风险调度[D]. 苏玮.东南大学 2015
[6]感应风力发电机利用PSS的桨距控制及参数整定[D]. 田中伟.湖南大学 2014
[7]含大型风电场的电力系统潮流优化研究[D]. 张林浩.华北电力大学 2014
[8]不平衡电网电压下双馈风电系统的控制研究[D]. 何金梅.哈尔滨工业大学 2013
[9]双馈风力发电系统不对称故障低电压穿越技术研究[D]. 吕学志.中国石油大学（华东） 2013
[10]大型风电场接入对区域电网暂态电压稳定影响的研究[D]. 刘文霞.华北电力大学 2013
本文编号：3172040
【文章来源】：华北电力大学河北省 211工程院校 教育部直属院校
【文章页数】：61 页
【学位级别】：硕士
【文章目录】：
摘要
ABSTRACT
第1章 绪论
1.1 课题背景及研究的目的和意义
1.2 国内外研究现状及发展动态
1.2.1 含风电的电力系统小干扰概率稳定性分析
1.2.2 考虑小干扰稳定风险的有功调整方法
1.2.3 风机抑制系统低频振荡的控制方法及研究现状
1.3 本文的主要工作
第2章 基于随机响应面法的含风电电力系统小扰动稳定性分析
2.1 引言
2.2 风电场动态模型
2.3 风电场群风速建模
2.3.1 风速分布模型
2.3.2 风机出力模型
2.3.3 Nataf变换
2.3.4 基于Nataf变换的风电场群风速建模
2.4 随机响应面法
2.4.1 随机响应面法的基本原理
2.4.2 基于线性无关的概率配点法求Hermite多项式待定系数
2.4.3 基于SRSM法的小扰动稳定性分析计算步骤
2.5 算例分析
2.5.1 系统基本参数
2.5.2 算例1——SRSM准确性检验
2.5.3 算例2——SRSM考虑风速相关性准确性检验
2.6 结论
第3章 含风电的电力系统小干扰失稳风险评估及有功优化调整
3.1 引言
3.2 含风电的电力系统小干扰稳定失稳风险评估指标
3.3 考虑失稳指标的有功优化调整模型
3.3.1 目标函数
3.3.2 约束条件
3.3.3 模型求解
3.3.3.1 阻尼比灵敏度计算
3.3.3.2 求解流程
3.4 算例分析
3.4.1 小干扰失稳风险指标的确定
3.4.2 考虑小干扰稳定失稳风险的有功优化调整
3.5 结论
第4章 基于无源控制和自抗扰相结合的双馈风力发电机
4.1 引言
4.2 基于PBC和ADRC的DFIG控制模型
4.2.1 DFIG的无源性验证
4.2.2 基于ADRC的无源控制策略
4.2.2.1 自抗扰控制器组成部分
4.2.2.2 PBC-ADRC控制器设计
4.3 算例分析
4.4 本章小结
第5章 结论与展望
5.1 结论
5.2 展望
参考文献
攻读硕士学位期间发表的论文及其他成果
致谢
【参考文献】：
期刊论文
[1]考虑锁相环的双馈风力发电机组无源控制[J]. 马燕峰,刘海航,俞人楠,刘佳,刘伟东,赵书强. 电工技术学报. 2017(24)
[2]风电运行风险与备用协调优化的调度方法[J]. 李茜,刘天琪,莫思特,何川,李兴源. 电子科技大学学报. 2017(04)
[3]考虑机组优化选取的含风电电网滚动优化调度方法[J]. 王功臣,邓长虹,夏沛,梁宁,张达,周沁. 电力系统自动化. 2017(11)
[4]基于随机响应面法的含风电电力系统小扰动稳定性分析[J]. 马燕峰,刘佳,闫纪源. 电工技术学报. 2017(06)
[5]含风电电力系统鲁棒调度保守度的多目标优化方法[J]. 禤培正,朱继忠,谢平平. 南方电网技术. 2017(02)
[6]计及风电概率分布特征的鲁棒实时调度方法[J]. 于丹文,杨明,韩学山,马世英,刘道伟. 中国电机工程学报. 2017(03)
[7]电压不平衡下双馈感应发电机机侧变换器无源控制方法[J]. 程启明,郭凯,程尹曼,黄伟,徐聪. 电力系统自动化. 2016(19)
[8]计及风电不确定性的电网日前调度CVaR模型[J]. 罗亦梅,张江林,夏晨杰,武守海,吴杨,刘啸宇. 电力科学与工程. 2016(04)
[9]基于Nataf逆变换的概率潮流三点估计法[J]. 张立波,程浩忠,曾平良,姚良忠,Masoud Bazargan. 电工技术学报. 2016(06)
[10]风电并网系统小干扰概率稳定性分析与改善[J]. 边晓燕,耿艳,李学武,符杨,王倩. 电力系统保护与控制. 2015(20)
博士论文
[1]考虑并网风电随机波动的电力系统小干扰概率稳定研究[D]. 岳昊.华北电力大学 2014
[2]风力发电与光伏发电系统小干扰稳定研究[D]. 黄汉奇.华中科技大学 2012
硕士论文
[1]双馈风力发电机组对系统阻尼影响及附加阻尼控制研究[D]. 刘海航.华北电力大学 2017
[2]用于风电并网的柔性直流输电系统控制策略研究[D]. 张丽娜.山西大学 2016
[3]含大规模风电的电力系统小干扰概率稳定性分析[D]. 滕玮.山东大学 2016
[4]基于风险理论的含大规模风电电力系统调度决策方法研究[D]. 邵剑.华中科技大学 2015
[5]含风电场电力系统的风险调度[D]. 苏玮.东南大学 2015
[6]感应风力发电机利用PSS的桨距控制及参数整定[D]. 田中伟.湖南大学 2014
[7]含大型风电场的电力系统潮流优化研究[D]. 张林浩.华北电力大学 2014
[8]不平衡电网电压下双馈风电系统的控制研究[D]. 何金梅.哈尔滨工业大学 2013
[9]双馈风力发电系统不对称故障低电压穿越技术研究[D]. 吕学志.中国石油大学（华东） 2013
[10]大型风电场接入对区域电网暂态电压稳定影响的研究[D]. 刘文霞.华北电力大学 2013
本文编号：3172040
本文链接：https://www.wllwen.com/kejilunwen/dianlilw/3172040.html
教材专著
