大規(guī)模風(fēng)電并網(wǎng)運行頻率穩(wěn)定與控制策略研究

【摘要】：作為最成熟和最具發(fā)展前景的清潔發(fā)電技術(shù)，風(fēng)力發(fā)電近年來保持著強勁的發(fā)展勢頭，大規(guī)模風(fēng)電并網(wǎng)運行將成為必然趨勢。更具規(guī)?；娘L(fēng)力發(fā)電不僅順應(yīng)了全球能源結(jié)構(gòu)調(diào)整的戰(zhàn)略目標，同時也對相關(guān)技術(shù)領(lǐng)域提出了更高的要求和挑戰(zhàn)。 本文在已有的風(fēng)力發(fā)電技術(shù)研究基礎(chǔ)之上，針對大規(guī)模風(fēng)電并網(wǎng)運行后所帶來的頻率穩(wěn)定性問題，以風(fēng)電場的有功功率控制策略為對象開展研究工作。 首先，分析了風(fēng)力發(fā)電的基本原理與風(fēng)電機組的分類，并詳細介紹了恒速恒頻風(fēng)力發(fā)電機組、雙饋異步風(fēng)力發(fā)電機組和永磁直驅(qū)風(fēng)力發(fā)電機組的基本結(jié)構(gòu)與運行特點；針對主流機型（雙饋型風(fēng)力發(fā)電機組）建立其數(shù)學(xué)模型，并在MATLAB中搭建實現(xiàn)。在此基礎(chǔ)之上，分析了風(fēng)力發(fā)電并網(wǎng)運行給電力系統(tǒng)頻率穩(wěn)定性帶來的影響。 其次，風(fēng)力發(fā)電機組有功控制是風(fēng)電場有功控制過程中的重要環(huán)節(jié)之一，因此介紹了風(fēng)力發(fā)電機組的有功功率控制策略?；诓煌L(fēng)速的劃分，風(fēng)力發(fā)電機組有低風(fēng)速、中風(fēng)速和高風(fēng)速三種控制模式，并且在三種控制模式下，風(fēng)力發(fā)電機組都能夠很好地進行有功功率控制，為發(fā)揮風(fēng)電場的輔助調(diào)頻功能提供了必要條件。 最后，在已有的研究基礎(chǔ)上，針對規(guī)模化風(fēng)電并網(wǎng)所帶來的頻率問題，從風(fēng)電場側(cè)出發(fā)，介紹了一種具有輔助調(diào)頻功能的風(fēng)電場有功功率控制策略。當(dāng)系統(tǒng)頻率偏差超過限值時，風(fēng)電場切換至輔助調(diào)控模式，從而能夠主動參與一部分頻率調(diào)節(jié)工作，可以在一定程度上緩解常規(guī)電廠的調(diào)頻壓力，加快頻率恢復(fù)的速度與時間。 【關(guān)鍵詞】：風(fēng)力發(fā)電 頻率穩(wěn)定 雙饋風(fēng)電機組 有功控制策略 頻率調(diào)節(jié)
【學(xué)位授予單位】：華北電力大學(xué)
【學(xué)位級別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2014
【分類號】：TM614
【目錄】：

• 摘要5-6
• Abstract6-9
• 第1章 緒論9-15
• 1.1 課題研究的背景9-11
• 1.1.1 全球風(fēng)電發(fā)展現(xiàn)狀9-10
• 1.1.2 中國風(fēng)電發(fā)展現(xiàn)狀10-11
• 1.2 課題研究的意義11
• 1.3 國內(nèi)外研究現(xiàn)狀11-13
• 1.4 課題主要研究工作13-15
• 第2章 風(fēng)力發(fā)電系統(tǒng)的原理與數(shù)學(xué)模型15-26
• 2.1 風(fēng)力發(fā)電的基本原理與風(fēng)電機組的分類15-17
• 2.2 雙饋感應(yīng)風(fēng)力發(fā)電機組的基本結(jié)構(gòu)17-18
• 2.3 雙饋感應(yīng)風(fēng)力發(fā)電機組的運行原理18-19
• 2.4 基于雙饋感應(yīng)發(fā)電機的風(fēng)電機組模型的建立19-24
• 2.4.1 風(fēng)力機氣動模型19-21
• 2.4.2 風(fēng)力發(fā)電機模型21-23
• 2.4.3 傳動裝置模型23-24
• 2.5 小結(jié)24-26
• 第3章 風(fēng)力發(fā)電并網(wǎng)運行對系統(tǒng)頻率的影響分析26-33
• 3.1 電力系統(tǒng)頻率波動的原因及其危害26-27
• 3.2 風(fēng)電并網(wǎng)對系統(tǒng)頻率的影響分析27-32
• 3.2.1 風(fēng)電大規(guī)模接入后的系統(tǒng)頻率穩(wěn)定問題27-29
• 3.2.2 大規(guī)模風(fēng)電并網(wǎng)運行頻率穩(wěn)定性仿真分析29-32
• 3.3 小結(jié)32-33
• 第4章 風(fēng)力發(fā)電機組有功功率控制策略33-40
• 4.1 基于不同風(fēng)速的風(fēng)力發(fā)電機組控制模式的劃分33-37
• 4.1.1 低風(fēng)速控制模式33-34
• 4.1.2 中風(fēng)速控制模式34-36
• 4.1.3 高風(fēng)速控制模式36-37
• 4.2 風(fēng)力發(fā)電機組的有功功率控制及仿真分析37-39
• 4.2.1 風(fēng)力發(fā)電機組有功功率控制原理37-38
• 4.2.2 仿真分析38-39
• 4.3 小結(jié)39-40
• 第5章 具有輔助調(diào)頻功能的風(fēng)電場有功功率控制策略40-51
• 5.1 風(fēng)電場有功控制基本思想40-41
• 5.2 風(fēng)電場發(fā)電余量41-42
• 5.3 具有輔助調(diào)頻功能的風(fēng)電場有功功率控制策略42-45
• 5.3.1 風(fēng)電場有功功率參考值的修定42
• 5.3.2 輔助調(diào)頻控制原理42-43
• 5.3.3 風(fēng)電場有功功率分配方法43-44
• 5.3.4 具有輔助調(diào)頻功能的風(fēng)電場有功功率控制策略流程圖44-45
• 5.4 仿真驗證45-50
• 5.4.1 風(fēng)電場正常運行模式仿真45-47
• 5.4.2 風(fēng)電場輔助調(diào)控模式仿真47-50
• 5.4.2.1 風(fēng)電場淺幅調(diào)頻情況仿真47-48
• 5.4.2.2 風(fēng)電場深幅調(diào)頻情況仿真48-50
• 5.5 小結(jié)50-51
• 第6章 總結(jié)與展望51-52
• 參考文獻52-55
• 攻讀碩士學(xué)位期間發(fā)表的學(xué)術(shù)論文及參加科研項目55-56
• 致謝56

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