高風(fēng)電滲透率區(qū)域電網(wǎng)火電機(jī)組調(diào)頻能力研究

【摘要】：在我國大力推進(jìn)特高壓工程建設(shè)的背景下,通過特高壓網(wǎng)絡(luò)輸送風(fēng)電已成為未來風(fēng)電的發(fā)展趨勢(shì)。然而,由于風(fēng)速的不確定性,風(fēng)力發(fā)電存在著一定程度的不可預(yù)知性。將風(fēng)電作為主要電源大規(guī)模的接入電網(wǎng),會(huì)給目前電網(wǎng)的運(yùn)行狀態(tài)造成一定的影響,電網(wǎng)的安全穩(wěn)定運(yùn)行可能無法得到保證。制約風(fēng)電大規(guī)模消納的原因可從多個(gè)角度進(jìn)行分析,本文從電網(wǎng)頻率穩(wěn)定的角度,通過風(fēng)電功率不確定性波動(dòng)的分析,深入研究其對(duì)電網(wǎng)頻率的影響;以頻率穩(wěn)定為約束條件,給出了提高風(fēng)電消納規(guī)模的有效方法。首先,本文對(duì)風(fēng)電場(chǎng)的歷史數(shù)據(jù)進(jìn)行分析,定義了用于描述風(fēng)電功率波動(dòng)的指標(biāo):波動(dòng)強(qiáng)度和變動(dòng)強(qiáng)度。采用小波分解和最小二乘擬合得到了風(fēng)電功率的波動(dòng)強(qiáng)度和變動(dòng)強(qiáng)度的三參數(shù)冪律模型。在此冪律模型中,給出了風(fēng)電功率的瞬時(shí)波動(dòng)量與風(fēng)電功率15min平穩(wěn)分量間的函數(shù)關(guān)系,基于此模型,可以實(shí)現(xiàn)對(duì)風(fēng)電功率瞬時(shí)波動(dòng)量的實(shí)時(shí)估計(jì),為分析風(fēng)電功率波動(dòng)對(duì)電網(wǎng)頻率穩(wěn)定的影響提供基礎(chǔ)。為了進(jìn)一步評(píng)價(jià)風(fēng)電功率波動(dòng)給電網(wǎng)頻率帶來的影響,采用隨機(jī)過程的相關(guān)理論,定義了計(jì)及風(fēng)電功率波動(dòng)的電網(wǎng)調(diào)頻能力(Frequency Regulation Ability)并給出了其量化計(jì)算方法。結(jié)合兩區(qū)域系統(tǒng)模型,計(jì)算了系統(tǒng)在不同機(jī)組運(yùn)行條件下的調(diào)頻能力,給出了各因素對(duì)FRA的量化影響程度。在不影響系統(tǒng)整體運(yùn)行的前提下,探究了FRA在電力系統(tǒng)中的應(yīng)用方法,提出了基于FRA的系統(tǒng)內(nèi)調(diào)頻資源調(diào)配方法,通過仿真分析驗(yàn)證了該方法的有效性。最后結(jié)合本文得到的風(fēng)電功率波動(dòng)特性,分別從一次調(diào)頻和二次調(diào)頻角度,研究可用于提高電網(wǎng)調(diào)頻性能的方法。對(duì)于一次調(diào)頻,采用動(dòng)態(tài)一次調(diào)頻的控制策略來提高其對(duì)低頻擾動(dòng)的響應(yīng)能力;對(duì)于二次調(diào)頻,將風(fēng)電場(chǎng)出力的實(shí)測(cè)值引入AGC的前饋控制中,減小了因AGC機(jī)組調(diào)節(jié)速率不足造成的調(diào)頻性能減小的問題,提高了電網(wǎng)的二次調(diào)頻能力。通過時(shí)域仿真,驗(yàn)證了上述兩種控制策略的有效性。本文的工作得到國家重點(diǎn)基礎(chǔ)研究發(fā)展計(jì)劃(973計(jì)劃)(2012CB215201)、國家自然科學(xué)基金項(xiàng)目(51107014)以及國家高技術(shù)研究發(fā)展計(jì)劃(863計(jì)劃)重大項(xiàng)目(2011AA05A105)的資助。 【關(guān)鍵詞】：風(fēng)力發(fā)電 電力系統(tǒng) 風(fēng)電功率波動(dòng) 調(diào)頻能力
【學(xué)位授予單位】：哈爾濱工業(yè)大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2015
【分類號(hào)】：TM614;TM621
【目錄】：

• 摘要4-5
• ABSTRACT5-9
• 第1章 緒論9-16
• 1.1 課題背景及研究的目的和意義9-11
• 1.2 國內(nèi)外研究現(xiàn)狀11-14
• 1.2.1 風(fēng)電不確定性波動(dòng)研究現(xiàn)狀11-12
• 1.2.2 風(fēng)電功率波動(dòng)對(duì)系統(tǒng)頻率穩(wěn)定的影響研究12-13
• 1.2.3 風(fēng)電并網(wǎng)后應(yīng)對(duì)風(fēng)功率波動(dòng)的調(diào)頻策略研究現(xiàn)狀13-14
• 1.3 本文的主要研究?jī)?nèi)容14-16
• 第2章 基于歷史數(shù)據(jù)的風(fēng)電功率波動(dòng)特性研究16-30
• 2.1 引言16
• 2.2 風(fēng)電功率波動(dòng)的衡量指標(biāo)16-17
• 2.3 風(fēng)電功率波動(dòng)的方差特性17-24
• 2.3.1 Mallat小波分解和重構(gòu)算法17-18
• 2.3.2 風(fēng)電單機(jī)功率波動(dòng)方差特性18-21
• 2.3.3 風(fēng)電場(chǎng)功率波方差分析21-24
• 2.4 風(fēng)電功率波動(dòng)的變差特性24-29
• 2.4.1 風(fēng)電單機(jī)功率變差特性分析24-26
• 2.4.2 風(fēng)電場(chǎng)功率變差特性分析26-29
• 2.5 本章小結(jié)29-30
• 第3章 風(fēng)電并網(wǎng)條件下的電網(wǎng)調(diào)頻能力評(píng)估方法30-47
• 3.1 引言30
• 3.2 計(jì)及風(fēng)電功率波動(dòng)的電網(wǎng)調(diào)頻能力評(píng)估30-38
• 3.2.1 計(jì)及秒級(jí)風(fēng)電功率波動(dòng)的電網(wǎng)一次調(diào)頻能力32-34
• 3.2.2 計(jì)及分鐘級(jí)風(fēng)電功率波動(dòng)的電網(wǎng)二次調(diào)頻能力34-36
• 3.2.3 計(jì)及風(fēng)電功率波動(dòng)的電網(wǎng)調(diào)頻能力量化評(píng)估可行性分析36-38
• 3.3 PFRAD和SFRAD在風(fēng)電大規(guī)模并網(wǎng)電力系統(tǒng)中的應(yīng)用38-42
• 3.3.1 不同因素對(duì)PFRAD和SFRAD的影響38-41
• 3.3.2 PFRAD和SFRAD的具體應(yīng)用方法41-42
• 3.4 算例分析42-46
• 3.5 本章小結(jié)46-47
• 第4章 改善含風(fēng)電區(qū)域電網(wǎng)調(diào)頻性能的控制策略研究47-60
• 4.1 引言47
• 4.2 動(dòng)態(tài)一次調(diào)頻控制策略47-54
• 4.2.1 動(dòng)態(tài)一次調(diào)頻的概念47-50
• 4.2.2 動(dòng)態(tài)一次調(diào)頻控制策略仿真分析50-54
• 4.3 結(jié)合實(shí)測(cè)風(fēng)電場(chǎng)功率輸出進(jìn)行二次調(diào)頻的前饋控制54-58
• 4.3.1 影響AGC調(diào)節(jié)性能的因素分析54-55
• 4.3.2 改善AGC調(diào)節(jié)性能的前饋控制策略仿真分析55-58
• 4.4 兩種控制策略的協(xié)調(diào)配合58-59
• 4.5 本章小結(jié)59-60
• 結(jié)論60-61
• 參考文獻(xiàn)61-65
• 攻讀碩士學(xué)位期間發(fā)表的論文及其它成果65-67
• 致謝67

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混合儲(chǔ)能系統(tǒng)對(duì)風(fēng)電功率波動(dòng)的平抑作用研究    陳稿