基于改进减载控制方式和优先级参数的风电参与一次调频控制策略研究
发布时间：2021-11-21 05:21
由于风电自身具有随机性和波动性的特点,使得系统频率稳定性问题日益严重。为了风电更好的参与系统的一次调频,优化系统的频率响应,本文对双馈风电机组（DFIG）和风电场参与系统调频时的控制策略进行研究。主要内容如下:首先,本文研究了 DFIG的具体构成及相应的数学模型,对DFIG在不同工作区间下的运行特性进行了分析;研究探讨了风电机组常用的两种减载方式,并制定了 DFIG在不同风况下的减载控制策略。其次,为了改善由于桨距角控制的滞后性和延迟性对DFIG减载过程中输出功率的影响,本文对原有的转子超速-变桨减载控制策略做出了改进,并基于Matlab/Simulink仿真软件搭建了 DFIG模型,对在不同风况下的DFIG减载过程进行了仿真并对其稳态和动态过程进行了分析,结果表明改进后的减载控制策略可以很好地优化DFIG减载时的功率输出过程,降低了由于桨距角控制自身特性对减载过程的影响。然后,本文针对DFIG调频控制系统中各个系统的功能实现过程进行了详细分析,研究了 DFIG参与系统调频的基本原理,基于功率跟踪方法制定了不同风况下DFIG受到系统频率扰动时的控制策略,并利用Matlab/Simuli...
【文章来源】：西安理工大学陕西省
【文章页数】：66 页
【学位级别】：硕士
【文章目录】：
摘要
Abstract
1 绪论
1.1 研究背景及意义
1.2 风力发电参与系统调频的研究现状
1.2.1 风电机组参与系统调频的控制技术研究现状
1.2.2 风电场参与系统调频控制策略研究现状
1.3 本文的主要研究内容
2 双馈风电机组模型和工作原理分析
2.1 双馈风电机组基本结构以及运行特性
2.1.1 风力机模型
2.1.2 传动系统模型
2.1.3 发电机模型
2.2 双馈风电机组分区工作原理
2.2.1 最大功率跟踪区工作原理
2.2.2 转速恒定区工作原理
2.2.3 功率恒定区工作原理
2.3 本章小结
3 基于改进减载控制方式的双馈风电机组减载过程优化
3.1 风电机组未减载时的输出功率分析
3.2 风电机组减载控制方法
3.2.1 超速控制原理及局限性分析
3.2.2 变桨控制原理及局限性分析
3.3 风电机组分区减载控制策略研究
3.3.1 最大功率跟踪区改进减载控制方式
3.3.2 转速恒定区和功率恒定区控制减载策略
3.4 不同风速下基于改进减载策略的风电机组减载仿真分析
3.5 本章小结
4 基于功率跟踪的风电机组参与一次调频原理与控制方法分析
4.1 风电机组参与一次调频的基本原理
4.2 风电机组调频控制系统的基本构成
4.2.1 转速保护系统
4.2.2 附加频率控制系统
4.2.3 转速恢复系统
4.2.4 功率协调系统
4.3 基于功率跟踪的风电机组参与一次调频原理
4.4 不同风速下风电机组参与一次调频的控制过程及仿真结果分析
4.4.1 不同风速下风电机组一次调频控制过程分析
4.4.2 仿真结果分析
4.5 本章小结
5 基于优先级的风电场一次调频策略
5.1 优先级参数的计算方式
5.2 风电机组投入和退出系统一次调频的策略研究
5.2.1 风电机组参与一次调频的投入策略
5.2.2 风电机组参与一次调频的退出策略
5.3 仿真结果分析
5.3.1 单独使用投入策略时的仿真结果
5.3.2 综合使用投入策略和退出策略时的仿真结果
5.4 本章小结
6 总结与展望
6.1 总结
6.2 展望
致谢
参考文献
攻读硕士学位期间主要研究成果
【参考文献】：
期刊论文
[1]大型双馈风电机组电网故障穿越过程载荷特性分析[J]. 应有,孙勇,杨靖,洪敏. 电力系统自动化. 2020(12)
[2]计及电热转换的含储热光热电站与风电系统优化调度[J]. 崔杨,张家瑞,仲悟之,王茂春,赵钰婷. 中国电机工程学报. 2020(20)
[3]一种考虑最优状态动态恢复的风电持续调频策略[J]. 劳焕景,张黎,宋鹏程,赵彤,邹亮. 电网技术. 2020(12)
[4]中国风电产业发展现状及前景展望（下）[J]. 电器工业. 2019(09)
[5]双馈风电机组限功率运行下频率稳定的变系数控制策略[J]. 李颖颖,王德林,范林源,苑承勋,赵迎弟,康积涛. 电网技术. 2019(08)
[6]中国风电产业发展现状及前景展望(上)[J]. 电器工业. 2019(08)
[7]大规模双馈风电机组参与调频的电网自适应低频减载策略[J]. 李世春,吕翔生,钟浩,龙庆文,谢雯洁,舒征宇. 电力系统自动化. 2019(15)
[8]多电源梯级调频方案及风电场级调频时序优化策略[J]. 张健,李文锋,王晖,张红颖,黄伟. 电力系统自动化. 2019(15)
[9]基于STATCOM/BESS强化风机VSG虚拟惯性的协同控制方法[J]. 刘青,徐宏璐,李权. 电力系统保护与控制. 2019(23)
[10]风电场参与电网一次调频最优方案选择与风储协调控制策略研究[J]. 刘辉,葛俊,巩宇,刘汉民,肖飞. 全球能源互联网. 2019(01)
硕士论文
[1]并离网条件下双馈风电场频率下垂控制研究[D]. 王天翔.山东大学 2019
[2]高风电占比电力系统的风电机组一次调频控制策略研究[D]. 陈凯.山东大学 2019
[3]双馈风机参与系统调频的二次跌落优化控制方法研究[D]. 刘瑞.华北电力大学(北京) 2019
[4]基于变功率跟踪的风电机组一次调频减载控制策略研究[D]. 陈僖.西安理工大学 2018
[5]基于DFIG的大规模风电参与电网调频的控制策略研究[D]. 查效兵.华北电力大学(北京) 2018
[6]含风电场的电力系统安全稳定控制研究[D]. 张振星.燕山大学 2016
[7]变速恒频双馈电机风电场综合控制系统研究[D]. 曹军.浙江大学 2009
本文编号：3508856
【文章来源】：西安理工大学陕西省
【文章页数】：66 页
【学位级别】：硕士
【文章目录】：
摘要
Abstract
1 绪论
1.1 研究背景及意义
1.2 风力发电参与系统调频的研究现状
1.2.1 风电机组参与系统调频的控制技术研究现状
1.2.2 风电场参与系统调频控制策略研究现状
1.3 本文的主要研究内容
2 双馈风电机组模型和工作原理分析
2.1 双馈风电机组基本结构以及运行特性
2.1.1 风力机模型
2.1.2 传动系统模型
2.1.3 发电机模型
2.2 双馈风电机组分区工作原理
2.2.1 最大功率跟踪区工作原理
2.2.2 转速恒定区工作原理
2.2.3 功率恒定区工作原理
2.3 本章小结
3 基于改进减载控制方式的双馈风电机组减载过程优化
3.1 风电机组未减载时的输出功率分析
3.2 风电机组减载控制方法
3.2.1 超速控制原理及局限性分析
3.2.2 变桨控制原理及局限性分析
3.3 风电机组分区减载控制策略研究
3.3.1 最大功率跟踪区改进减载控制方式
3.3.2 转速恒定区和功率恒定区控制减载策略
3.4 不同风速下基于改进减载策略的风电机组减载仿真分析
3.5 本章小结
4 基于功率跟踪的风电机组参与一次调频原理与控制方法分析
4.1 风电机组参与一次调频的基本原理
4.2 风电机组调频控制系统的基本构成
4.2.1 转速保护系统
4.2.2 附加频率控制系统
4.2.3 转速恢复系统
4.2.4 功率协调系统
4.3 基于功率跟踪的风电机组参与一次调频原理
4.4 不同风速下风电机组参与一次调频的控制过程及仿真结果分析
4.4.1 不同风速下风电机组一次调频控制过程分析
4.4.2 仿真结果分析
4.5 本章小结
5 基于优先级的风电场一次调频策略
5.1 优先级参数的计算方式
5.2 风电机组投入和退出系统一次调频的策略研究
5.2.1 风电机组参与一次调频的投入策略
5.2.2 风电机组参与一次调频的退出策略
5.3 仿真结果分析
5.3.1 单独使用投入策略时的仿真结果
5.3.2 综合使用投入策略和退出策略时的仿真结果
5.4 本章小结
6 总结与展望
6.1 总结
6.2 展望
致谢
参考文献
攻读硕士学位期间主要研究成果
【参考文献】：
期刊论文
[1]大型双馈风电机组电网故障穿越过程载荷特性分析[J]. 应有,孙勇,杨靖,洪敏. 电力系统自动化. 2020(12)
[2]计及电热转换的含储热光热电站与风电系统优化调度[J]. 崔杨,张家瑞,仲悟之,王茂春,赵钰婷. 中国电机工程学报. 2020(20)
[3]一种考虑最优状态动态恢复的风电持续调频策略[J]. 劳焕景,张黎,宋鹏程,赵彤,邹亮. 电网技术. 2020(12)
[4]中国风电产业发展现状及前景展望（下）[J]. 电器工业. 2019(09)
[5]双馈风电机组限功率运行下频率稳定的变系数控制策略[J]. 李颖颖,王德林,范林源,苑承勋,赵迎弟,康积涛. 电网技术. 2019(08)
[6]中国风电产业发展现状及前景展望(上)[J]. 电器工业. 2019(08)
[7]大规模双馈风电机组参与调频的电网自适应低频减载策略[J]. 李世春,吕翔生,钟浩,龙庆文,谢雯洁,舒征宇. 电力系统自动化. 2019(15)
[8]多电源梯级调频方案及风电场级调频时序优化策略[J]. 张健,李文锋,王晖,张红颖,黄伟. 电力系统自动化. 2019(15)
[9]基于STATCOM/BESS强化风机VSG虚拟惯性的协同控制方法[J]. 刘青,徐宏璐,李权. 电力系统保护与控制. 2019(23)
[10]风电场参与电网一次调频最优方案选择与风储协调控制策略研究[J]. 刘辉,葛俊,巩宇,刘汉民,肖飞. 全球能源互联网. 2019(01)
硕士论文
[1]并离网条件下双馈风电场频率下垂控制研究[D]. 王天翔.山东大学 2019
[2]高风电占比电力系统的风电机组一次调频控制策略研究[D]. 陈凯.山东大学 2019
[3]双馈风机参与系统调频的二次跌落优化控制方法研究[D]. 刘瑞.华北电力大学(北京) 2019
[4]基于变功率跟踪的风电机组一次调频减载控制策略研究[D]. 陈僖.西安理工大学 2018
[5]基于DFIG的大规模风电参与电网调频的控制策略研究[D]. 查效兵.华北电力大学(北京) 2018
[6]含风电场的电力系统安全稳定控制研究[D]. 张振星.燕山大学 2016
[7]变速恒频双馈电机风电场综合控制系统研究[D]. 曹军.浙江大学 2009
本文编号：3508856
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