基于实时电力市场的风储互补频率控制研究
发布时间：2022-01-13 14:50
风电是商业化发展前景最被看好的新能源电源,然而其取代火力发电成为电网的主力电源却很难一蹴而就。阻碍其市场化的最主要原因是风电本身的波动性和难以预测性。由于风电的预测误差是随时间增长而急速上升的,因此,实时市场就成为最适宜风电参与的电力市场。为迎合该趋势,必须找到风电参与实时电力市场的控制策略,促进风电的市场化进程。参与实时电力市场的风电电源必须满足参与市场的基本条件,即:在投标后的工作周期内能够输出和投标值相符的有功功率,并且在系统频率发生大幅波动时,能够参与一次调频,否则不但面临着市场运营者的惩罚,在风电渗透率高的情况下,也会影响整个系统的频率稳定。仅依靠风机层面的控制来满足参与实时电力市场的基本条件是不够的,必须在风电场层面提出有效的控制策略。因此,本文从预测、控制、储能三个角度的考虑出发,提出了基于实时市场的风储联合一次调频策略。在预测方面,先利用时间序列模型对系统频率波动和风机输出有功进行建模,再利用卡尔曼滤波器对预测结果进行滚动修正。该方法无需深究其中的物理关系,仅从时间序列中挖掘数据的深层联系,从而规避了风机输出有功和风速等风特性数据之间的非线性关系所导致的误差,利用卡尔曼...
【文章来源】：东南大学江苏省 211工程院校 985工程院校 教育部直属院校
【文章页数】：68 页
【学位级别】：硕士
【部分图文】：
不同系统频率时各国对风机输出功率的要求
图 5-2 双馈感应风机的风机模块风机的输出功率如式（2-2）所示。用一个固定参数 Kb来表示叶尖速率和风机转子转速之间的关系，如式（5-1）所示：Kb和 ρA 的取值见表 5-1。bvK (5-1)图中，上半部分为风机的功率系数-叶尖速率比关系曲线，通过该曲线的对应关系，在已知风速 vw和桨距角 θ 时，可以求出风机在最大功率跟踪模式下输出的有功功率值Pw.MPPT。图 5-1 的下半部分是双馈感应风机的控制模型。输出功率 Pw.ref是风机的应输出有功功率值，vw是 Pw.ref对应的风机的参考风速，θ 是 Pw.ref对应的桨距角，Pelec是对应的功率标幺值，由它们可以推算出风机的参考角速度 ωr.ref。ωr.error是参考角速度与实际角速度的偏差，将其送入桨距角控制模块，Kpt和 Kit是桨距角模块的惯性控制参数，得到风机的桨距角系数 Tcmd，根据转子实际转速 ωr.可以算出实际输出的机械功率Pmec和电功率 Pw，与控制信号 Pcmd一同组成有功激励信号 Pacc，进而对风机转速进行控制。
【参考文献】：
期刊论文
[1]国家发改委和能源局发布《开展电力现货市场建设试点工作的通知》[J]. 能源研究与利用. 2017(05)
[2]一次特殊的高压直流输电线路故障分析及线路保护优化[J]. 杨建明,徐斌,王杨正,陈乐,唐俊,卢宇. 电力工程技术. 2017(05)
[3]北欧电力市场评述及对我国的经验借鉴[J]. 包铭磊,丁一,邵常政,宋永华. 中国电机工程学报. 2017(17)
[4]“9·19”锦苏直流双极闭锁事故华东电网频率特性分析及思考[J]. 李兆伟,吴雪莲,庄侃沁,王亮,缪源诚,李碧君. 电力系统自动化. 2017(07)
[5]北美电力市场环境下风电能源的调度与运行[J]. 金明,邱炜,朱继忠. 南方电网技术. 2017(02)
[6]宾金直流单极闭锁事故再现仿真分析[J]. 华文,黄晓明,楼伯良,张静,毛雪雁,黄弘扬. 浙江电力. 2016(02)
[7]基于双馈风电机组的变下垂系数控制策略[J]. 潘文霞,全锐,王飞. 电力系统自动化. 2015(11)
[8]适用于风电功率调控的复合储能系统及其控制策略[J]. 刘世林,文劲宇,孙海顺. 中国电机工程学报. 2015(01)
[9]关于风电不确定性对电力系统影响的评述[J]. 薛禹胜,雷兴,薛峰,郁琛,董朝阳,文福拴,鞠平. 中国电机工程学报. 2014(29)
[10]±500kV林枫直流双极闭锁故障案例仿真分析[J]. 李国栋,皮俊波,郑力,陈龙翔,董昱,葛睿. 电网技术. 2014(04)
博士论文
[1]变速风电机组的虚拟惯性与系统阻尼控制研究[D]. 张祥宇.华北电力大学 2013
[2]大规模风电场接入电力系统的小干扰稳定性研究[D]. 关宏亮.华北电力大学（河北） 2008
硕士论文
[1]高风电渗透率下双馈风机参与系统调频的控制策略研究[D]. 许瑞庆.华北电力大学(北京) 2017
[2]大规模风电集中接入对电网小干扰稳定性的影响研究[D]. 李扬.华北电力大学 2013
本文编号：3586635
【文章来源】：东南大学江苏省 211工程院校 985工程院校 教育部直属院校
【文章页数】：68 页
【学位级别】：硕士
【部分图文】：
不同系统频率时各国对风机输出功率的要求
图 5-2 双馈感应风机的风机模块风机的输出功率如式（2-2）所示。用一个固定参数 Kb来表示叶尖速率和风机转子转速之间的关系，如式（5-1）所示：Kb和 ρA 的取值见表 5-1。bvK (5-1)图中，上半部分为风机的功率系数-叶尖速率比关系曲线，通过该曲线的对应关系，在已知风速 vw和桨距角 θ 时，可以求出风机在最大功率跟踪模式下输出的有功功率值Pw.MPPT。图 5-1 的下半部分是双馈感应风机的控制模型。输出功率 Pw.ref是风机的应输出有功功率值，vw是 Pw.ref对应的风机的参考风速，θ 是 Pw.ref对应的桨距角，Pelec是对应的功率标幺值，由它们可以推算出风机的参考角速度 ωr.ref。ωr.error是参考角速度与实际角速度的偏差，将其送入桨距角控制模块，Kpt和 Kit是桨距角模块的惯性控制参数，得到风机的桨距角系数 Tcmd，根据转子实际转速 ωr.可以算出实际输出的机械功率Pmec和电功率 Pw，与控制信号 Pcmd一同组成有功激励信号 Pacc，进而对风机转速进行控制。
【参考文献】：
期刊论文
[1]国家发改委和能源局发布《开展电力现货市场建设试点工作的通知》[J]. 能源研究与利用. 2017(05)
[2]一次特殊的高压直流输电线路故障分析及线路保护优化[J]. 杨建明,徐斌,王杨正,陈乐,唐俊,卢宇. 电力工程技术. 2017(05)
[3]北欧电力市场评述及对我国的经验借鉴[J]. 包铭磊,丁一,邵常政,宋永华. 中国电机工程学报. 2017(17)
[4]“9·19”锦苏直流双极闭锁事故华东电网频率特性分析及思考[J]. 李兆伟,吴雪莲,庄侃沁,王亮,缪源诚,李碧君. 电力系统自动化. 2017(07)
[5]北美电力市场环境下风电能源的调度与运行[J]. 金明,邱炜,朱继忠. 南方电网技术. 2017(02)
[6]宾金直流单极闭锁事故再现仿真分析[J]. 华文,黄晓明,楼伯良,张静,毛雪雁,黄弘扬. 浙江电力. 2016(02)
[7]基于双馈风电机组的变下垂系数控制策略[J]. 潘文霞,全锐,王飞. 电力系统自动化. 2015(11)
[8]适用于风电功率调控的复合储能系统及其控制策略[J]. 刘世林,文劲宇,孙海顺. 中国电机工程学报. 2015(01)
[9]关于风电不确定性对电力系统影响的评述[J]. 薛禹胜,雷兴,薛峰,郁琛,董朝阳,文福拴,鞠平. 中国电机工程学报. 2014(29)
[10]±500kV林枫直流双极闭锁故障案例仿真分析[J]. 李国栋,皮俊波,郑力,陈龙翔,董昱,葛睿. 电网技术. 2014(04)
博士论文
[1]变速风电机组的虚拟惯性与系统阻尼控制研究[D]. 张祥宇.华北电力大学 2013
[2]大规模风电场接入电力系统的小干扰稳定性研究[D]. 关宏亮.华北电力大学（河北） 2008
硕士论文
[1]高风电渗透率下双馈风机参与系统调频的控制策略研究[D]. 许瑞庆.华北电力大学(北京) 2017
[2]大规模风电集中接入对电网小干扰稳定性的影响研究[D]. 李扬.华北电力大学 2013
本文编号：3586635
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