高滲透率風(fēng)電并網(wǎng)的電壓、頻率控制策略研究

【摘要】：風(fēng)電自身特性、我國風(fēng)電開發(fā)模式的不合理性和網(wǎng)架結(jié)構(gòu)的薄弱性造成風(fēng)電消納存在諸多問題。本文將從制約風(fēng)電消納的兩個(gè)重要因素—電壓、頻率入手,研究極端風(fēng)況下的風(fēng)電場群電壓協(xié)調(diào)控制策略及風(fēng)電頻率調(diào)整控制策略。 電壓控制方面,風(fēng)速波動(dòng)導(dǎo)致的風(fēng)電機(jī)組有功功率波動(dòng)是引發(fā)風(fēng)電電壓問題的根源,因而需要就不同風(fēng)況研究對應(yīng)的電壓控制策略。針對極端風(fēng)況下風(fēng)電場群運(yùn)行狀態(tài)變化巨大,需提前計(jì)算出考慮系統(tǒng)級無功備用水平的過渡方式及新的系統(tǒng)運(yùn)行狀態(tài)的問題,首先提出了一種基于超短期風(fēng)功率預(yù)測,能分別對極端風(fēng)況發(fā)生前／后的風(fēng)電場群及附近地區(qū)電網(wǎng)電壓進(jìn)行預(yù)防控制和校正控制的電壓協(xié)調(diào)控制策略；進(jìn)而基于無功-電壓靈敏度方法,提出一種應(yīng)用于此模型的解耦算法。通過算例證明了風(fēng)電場級控制策略的局限性和本文策略在電壓控制和均衡風(fēng)電場內(nèi)饋線電壓方面的優(yōu)越性,為解決極端風(fēng)況的高電壓脫網(wǎng)問題提供了一種有效方法。 頻率調(diào)整方面,首先基于電力系統(tǒng)調(diào)頻特性搭建含風(fēng)電和儲能的頻率仿真系統(tǒng)；然后通過對風(fēng)機(jī)短時(shí)支撐頻率的能力分析,提出了儲能用于風(fēng)電調(diào)頻備用和改善二次頻率跌落的思想,改善了系統(tǒng)頻率的動(dòng)態(tài)特性。風(fēng)電、儲能的協(xié)調(diào)控制策略是在基于MATLAB\Simulink的IEEE Realiabilty Test System仿真系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)的,證明了儲能在輔助風(fēng)電調(diào)頻方面的優(yōu)越性。 【關(guān)鍵詞】：
【學(xué)位授予單位】：浙江大學(xué)
【學(xué)位級別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2015
【分類號】：TM614
【目錄】：

• 致謝4-5
• 摘要5-6
• Abstract6-7
• 目次7-9
• 第一章 緒論9-24
• 1.1 課題背景9-10
• 1.2 風(fēng)電場電壓協(xié)調(diào)控制技術(shù)研究現(xiàn)狀10-14
• 1.2.1 風(fēng)電機(jī)組參與電壓控制11-12
• 1.2.2 風(fēng)電場與無功補(bǔ)償裝置的協(xié)調(diào)控制12-13
• 1.2.3 風(fēng)電場級自動(dòng)電壓控制策略13-14
• 1.2.4 小結(jié)14
• 1.3 風(fēng)電參與系統(tǒng)調(diào)頻控制技術(shù)研究現(xiàn)狀14-22
• 1.3.1 風(fēng)電參與頻率控制14-19
• 1.3.2 風(fēng)電與常規(guī)機(jī)組協(xié)調(diào)調(diào)頻19-20
• 1.3.3 儲能輔助風(fēng)電參與調(diào)頻20-21
• 1.3.4 小結(jié)21-22
• 1.4 本文研究內(nèi)容22-24
• 1.4.1 研究思路22
• 1.4.2 章節(jié)安排22-24
• 第二章 極端風(fēng)況下風(fēng)電場群電壓協(xié)調(diào)控制策略研究24-40
• 2.1 引言24
• 2.2 極端風(fēng)況下風(fēng)電場群電壓控制問題24-26
• 2.2.1 極端風(fēng)況下風(fēng)電場群電壓控制問題的描述24-25
• 2.2.2 極端風(fēng)況下風(fēng)電場群電壓控制的難點(diǎn)25-26
• 2.3 極端風(fēng)況下的風(fēng)電場群電壓協(xié)調(diào)控制策略26-29
• 2.3.1 風(fēng)電場群電壓控制策略概述26-27
• 2.3.2 極端風(fēng)況下風(fēng)電場群電壓協(xié)調(diào)控制策略27-29
• 2.4 基于改進(jìn)電壓靈敏度方法的解耦算法29-33
• 2.4.1 優(yōu)化算法流程29-31
• 2.4.2 考慮有功變化的改進(jìn)無功-電壓靈敏度計(jì)算31-33
• 2.5 算例分析33-39
• 2.5.1 改進(jìn)電壓靈敏度結(jié)果對比35-36
• 2.5.2 極端風(fēng)況下風(fēng)電場群電壓控制效果36-38
• 2.5.3 算法計(jì)算效率對比38-39
• 2.6 結(jié)論39-40
• 第三章 儲能輔助風(fēng)電參與調(diào)頻的控制策略研究40-64
• 3.1 引言40
• 3.2 電力系統(tǒng)調(diào)頻特性40-41
• 3.3 含風(fēng)電的電力系統(tǒng)頻率仿真建模41-48
• 3.3.1 常規(guī)蒸汽發(fā)電機(jī)組動(dòng)態(tài)模型42
• 3.3.2 水電機(jī)組動(dòng)態(tài)模型42-43
• 3.3.3 風(fēng)力發(fā)電機(jī)動(dòng)態(tài)模型43-48
• 3.4 儲能輔助風(fēng)電參與調(diào)頻的控制策略48-63
• 3.4.1 風(fēng)電短時(shí)頻率支撐能力48-55
• 3.4.2 風(fēng)電、儲能參與系統(tǒng)調(diào)頻的經(jīng)濟(jì)性分析55-57
• 3.4.3 儲能輔助風(fēng)電短時(shí)頻率支撐57-63
• 3.5 結(jié)論63-64
• 第四章 總結(jié)與展望64-66
• 4.1 總結(jié)64
• 4.2 展望64-66
• 參考文獻(xiàn)66-70
• 作者簡歷70

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