風電與抽水蓄能互聯(lián)系統(tǒng)穩(wěn)定與控制

【摘要】：在風能資源利用中,由于風力發(fā)電機組的運行特性,風電比重的上升會帶來電網(wǎng)的調(diào)峰、調(diào)頻壓力增大,電網(wǎng)無功負擔加重,引起電壓波動,電網(wǎng)長距離送電技術(shù)要求和電網(wǎng)運行成本增大等影響,而抽水蓄能電站具有對負荷變化反應快速、調(diào)節(jié)靈活,調(diào)峰、填谷、調(diào)頻、調(diào)相和事故備用的運行性能好等優(yōu)越性。因此將風電與抽水蓄能互聯(lián)系統(tǒng)協(xié)調(diào)運行能間接地將風電接入電網(wǎng),或?qū)⒍嘤嗟娘L電轉(zhuǎn)換成水能存蓄起來,提高風能利用率的同時降低大比重風電對電網(wǎng)穩(wěn)定性的影響,使風能資源得到最大化的開發(fā)利用。論文針對風電與抽水蓄能互聯(lián)系統(tǒng)的穩(wěn)定與控制在下面幾個方面展開了研究： 首先簡要闡述了風電與抽水蓄能互聯(lián)系統(tǒng)研究背景、意義和基本概念,并對目前國外和國內(nèi)學者對風電與抽水蓄能互聯(lián)系統(tǒng)的研究現(xiàn)狀做了重點介紹。 其次,對風電與抽水蓄能互聯(lián)系統(tǒng)數(shù)學模型和含風電電力系統(tǒng)的潮流計算進行了研究。風力發(fā)電機組數(shù)學模型分別對風力機、軸系、槳距角控制、異步發(fā)電機進行了建模,抽水蓄能系統(tǒng)數(shù)學模型則分別針對其發(fā)電工況和抽水工況進行了建模。 接著,分別針對含有風電的無窮大系統(tǒng)、風電與抽水蓄能互聯(lián)系統(tǒng)發(fā)電工況和抽水工況穩(wěn)定性進行了詳盡的小干擾特征值和狀態(tài)變量參與因子分析,以評估風電機組對電力系統(tǒng)穩(wěn)態(tài)運行的影響程度。在穩(wěn)定分析中也針對風電接入電力系統(tǒng)后的靜態(tài)穩(wěn)定和暫態(tài)穩(wěn)定性能,根據(jù)非線性數(shù)學模型進行單風電無窮大系統(tǒng)、風電與抽水蓄能互聯(lián)系統(tǒng)發(fā)電工況和抽水工況在風速變化和網(wǎng)絡故障情況下的時域仿真分析,以研究風電與抽水蓄能互聯(lián)系統(tǒng)對電力系統(tǒng)穩(wěn)定運行的動態(tài)影響。 最后,針對單風電無窮大系統(tǒng)槳距角,風電與抽水蓄能互聯(lián)系統(tǒng)單槳距角控制和槳距角水門同時控制,利用線性最優(yōu)控制理論和滑模變結(jié)構(gòu)控制理論分別設計了槳距角和槳距角水門控制器,并仿真驗證了兩種控制器對于風速變化和短路故障皆具有良好的穩(wěn)定控制性能。 【關(guān)鍵詞】：風電 抽水蓄能 特征值分析 靜態(tài)穩(wěn)定 暫態(tài)穩(wěn)定 線性最優(yōu)控制 滑模變結(jié)構(gòu)控制
【學位授予單位】：南京理工大學
【學位級別】：碩士
【學位授予年份】：2012
【分類號】：TV743
【目錄】：

• 摘要5-6
• Abstract6-7
• 目錄7-9
• 圖表目錄9-11
• 1 緒論11-17
• 1.1 研究的背景與意義11-12
• 1.2 風電與抽水蓄能互聯(lián)系統(tǒng)概述12-13
• 1.2.1 風電特性和蓄能技術(shù)12-13
• 1.2.2 風電與抽水蓄能互聯(lián)系統(tǒng)優(yōu)勢13
• 1.3 風電與抽水蓄能互聯(lián)系統(tǒng)研究現(xiàn)狀13-15
• 1.4 論文的主要工作15-17
• 2 風電與抽水蓄能互聯(lián)系統(tǒng)數(shù)學模型17-25
• 2.1 風力發(fā)電機組數(shù)學模型17-22
• 2.1.1 風力機模型17-19
• 2.1.2 軸系模型19-20
• 2.1.3 槳距角控制模型20
• 2.1.4 異步發(fā)電機模型20-22
• 2.1.5 風力發(fā)電機群模型22
• 2.2 抽水蓄能系統(tǒng)數(shù)學模型22-25
• 2.2.1 發(fā)電工況模型22-24
• 2.2.2 抽水工況模型24-25
• 3 風電與抽水蓄能互聯(lián)系統(tǒng)小干擾穩(wěn)定分析25-44
• 3.1 含有風電的電力系統(tǒng)潮流計算25-27
• 3.2 小干擾特征值分析方法27-29
• 3.3 電力系統(tǒng)低頻振蕩29-30
• 3.4 單風電無窮大系統(tǒng)特征值分析30-34
• 3.4.1 單風電無窮大系統(tǒng)線性化30-32
• 3.4.2 單風電無窮大系統(tǒng)算例32-34
• 3.5 風電與抽水蓄能互聯(lián)系統(tǒng)特征值分析34-44
• 3.5.1 風電與抽水蓄能互聯(lián)系統(tǒng)線性化34-39
• 3.5.2 風電與抽水蓄能互聯(lián)系統(tǒng)算例39-44
• 4 風電與抽水蓄能互聯(lián)系統(tǒng)穩(wěn)定仿真44-52
• 4.1 單風電無窮大系統(tǒng)穩(wěn)定仿真44-46
• 4.1.1 靜態(tài)穩(wěn)定44-45
• 4.1.2 暫態(tài)穩(wěn)定45-46
• 4.2 風電與抽水蓄能互聯(lián)系統(tǒng)靜態(tài)穩(wěn)定46-49
• 4.2.1 發(fā)電工況46-48
• 4.2.2 抽水工況48-49
• 4.3 風電與抽水蓄能互聯(lián)系統(tǒng)暫態(tài)穩(wěn)定49-52
• 4.3.1 發(fā)電工況49-50
• 4.3.2 抽水工況50-52
• 5 風電與抽水蓄能互聯(lián)系統(tǒng)控制52-77
• 5.1 風電與抽水蓄能互聯(lián)系統(tǒng)線性最優(yōu)控制52-65
• 5.1.1 線性最優(yōu)控制理論52-54
• 5.1.2 單風電無窮大系統(tǒng)槳距角線性最優(yōu)控制54-56
• 5.1.3 風電與抽水蓄能互聯(lián)系統(tǒng)槳距角線性最優(yōu)控制56-60
• 5.1.4 風電與抽水蓄能互聯(lián)系統(tǒng)槳距角與水門線性最優(yōu)控制60-65
• 5.2 風電與抽水蓄能互聯(lián)系統(tǒng)滑模變結(jié)構(gòu)控制65-76
• 5.2.1 滑模變結(jié)構(gòu)控制理論65-67
• 5.2.2 單風電無窮大系統(tǒng)槳距角滑模變結(jié)構(gòu)控制67-69
• 5.2.3 風電與抽水蓄能互聯(lián)系統(tǒng)槳距角滑模變結(jié)構(gòu)控制69-72
• 5.2.4 風電與抽水蓄能互聯(lián)系統(tǒng)槳距角和水門滑模變結(jié)構(gòu)控制72-76
• 5.3 小結(jié)76-77
• 6 總結(jié)77-78
• 致謝78-79
• 參考文獻79-84
• 附錄84

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抽水蓄能在我國風電等新能源發(fā)展中的作用    劉殿海;謝勇剛;

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序    

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風力發(fā)電與抽水蓄能匹配的探討    張?zhí)m丁;吳征;

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抽水蓄能與水電和電力系統(tǒng)的可持續(xù)發(fā)展    曹楚生;

奉獻共和國的抽水蓄能事業(yè)    記者 米廣莉

抽水蓄能為何陷入僵持狀態(tài)    本報記者 胡學萃

發(fā)展抽水蓄能需創(chuàng)新思路    中國水力發(fā)電工程學會副秘書長 張博庭

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我省首座荒溝抽水蓄能電站即將開建    桑學勇　首席記者 邱麗娜

抽水蓄能是適應新能源大規(guī)模發(fā)展的最有效工具    國網(wǎng)新源控股有限公司 劉殿海

要讓抽水蓄能真正發(fā)揮作用    本報記者 胡學萃

國內(nèi)最大抽水蓄能電站開建    記者 陳韓暉 通訊員 藍旺

吉林敦化抽水蓄能有限公司成立    記者 韓冰　通訊員 黃繼波 張旭

吉林敦化抽水蓄能有限公司成立揭牌    記者 邢玉才

抽水蓄能電廠在電力市場中的購電策略研究    齊志剛

大型發(fā)變組復雜異常工況下主保護新技術(shù)研究    金明亮

交流勵磁發(fā)電機及其系統(tǒng)的運行分析    孫玉田

抽水蓄能電站旋轉(zhuǎn)備用容量電價研究    程芳

計及直流接入的交流系統(tǒng)故障計算方法研究    于春光

互聯(lián)電力系統(tǒng)低頻振蕩分析方法與控制策略研究    徐東杰

從平衡點到振蕩    李鵬

市場條件下多區(qū)域電力系統(tǒng)分布式暫態(tài)穩(wěn)定仿真    張家安

多Agent系統(tǒng)的控制及穩(wěn)定性分析    王佳

互聯(lián)電網(wǎng)分布式狀態(tài)估計和混合量測狀態(tài)估計研究    王永

風電與抽水蓄能互聯(lián)系統(tǒng)穩(wěn)定與控制    陳志強

分布式抽水蓄能系統(tǒng)的效益評估與運營策略    王學良

風能—抽水蓄能聯(lián)合發(fā)電系統(tǒng)關(guān)鍵技術(shù)研究    劉春紅

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風電—抽水蓄能電站聯(lián)合運行的多目標優(yōu)化    李志偉

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