【摘要】：作為目前最具發(fā)展前景且相對成熟的清潔發(fā)電技術(shù),風(fēng)力發(fā)電技術(shù)在最近幾年持續(xù)保持著強(qiáng)勁發(fā)展勢頭,這使得大規(guī)模的風(fēng)電并網(wǎng)運(yùn)行成為一種必然趨勢。風(fēng)力發(fā)電在順應(yīng)世界能源結(jié)構(gòu)調(diào)整策略的同時,也對其相關(guān)的技術(shù)領(lǐng)域提出了更具挑戰(zhàn)性的要求。本文基于傳統(tǒng)的風(fēng)力發(fā)電技術(shù)研究,針對由大容量風(fēng)電并網(wǎng)引起的電力系統(tǒng)頻率波動問題,以含風(fēng)力發(fā)電的電力系統(tǒng)為對象展開相關(guān)頻率控制策略研究工作。首先,針對傳統(tǒng)電力系統(tǒng)的頻率控制相關(guān)理論進(jìn)行分析闡述,進(jìn)而分析了風(fēng)力發(fā)電基本理論與風(fēng)機(jī)類型,并詳細(xì)介紹了雙饋異步風(fēng)力發(fā)電機(jī)組的主要結(jié)構(gòu)和運(yùn)行特性;借助MATLAB/Simulink仿真軟件對所涉及的數(shù)學(xué)模型(運(yùn)動方程和負(fù)荷模型、原動機(jī)模型、調(diào)速器模型、雙饋風(fēng)電機(jī)組模型等)進(jìn)行了搭建實(shí)現(xiàn)。其次,在上述建立的模型基礎(chǔ)之上,對風(fēng)電機(jī)組在不同風(fēng)況下的機(jī)組運(yùn)行特性進(jìn)行了分析介紹,并針對風(fēng)電系統(tǒng)通常存在的頻率控制方法,通過對風(fēng)電頻率控制系統(tǒng)的仿真,對比分析各個頻率控制方法的工作條件和控制效果,以及不同工況下的系統(tǒng)的功率變化及其穩(wěn)定性。最后,通過虛擬慣量控制,同時將調(diào)頻功率值引入調(diào)速器控制,使得雙饋機(jī)組能夠響應(yīng)電力系統(tǒng)頻率的變化,進(jìn)而配合風(fēng)電機(jī)組的最大功率跟蹤控制、槳距控制,從而實(shí)現(xiàn)由變速風(fēng)機(jī)構(gòu)成的同型風(fēng)電場能夠支撐電力系統(tǒng)頻率,最后通過MATLAB/Simulink仿真軟件驗(yàn)證這種控制策略對于提高風(fēng)力發(fā)電穩(wěn)定性、減少對系統(tǒng)頻率影響的可行性和有效性。
[Abstract]:As the most promising and relatively mature clean power generation technology wind power generation technology has maintained a strong momentum of development in recent years which makes large-scale wind power grid operation become an inevitable trend. Wind power not only adapts to the adjustment strategy of energy structure in the world, but also puts forward more challenging requirements to its related technical fields. Based on the research of traditional wind power generation technology, this paper focuses on the frequency fluctuation of power system caused by large-scale wind power grid connection, and takes the power system with wind power generation as the object to carry out the research on the related frequency control strategy. Firstly, the related theories of frequency control of traditional power system are analyzed, and then the basic theory of wind power generation and the type of wind turbine are analyzed, and the main structure and operation characteristics of doubly-fed asynchronous wind turbine are introduced in detail. The mathematical models (motion equation and load model, prime mover model, governor model, doubly-fed wind turbine model, etc.) are built and implemented by MATLAB/Simulink simulation software. Secondly, on the basis of the above established model, the operating characteristics of wind turbine in different wind conditions are analyzed and introduced, and the simulation of wind power frequency control system is carried out according to the frequency control methods that usually exist in wind power system. The working conditions and control effects of each frequency control method are compared and analyzed, as well as the power variation and stability of the system under different operating conditions. Finally, through the virtual inertia control and the introduction of FM power value into the governor control, the doubly-fed unit can respond to the frequency change of the power system, and then cooperate with the maximum power tracking control of the wind turbine and the pitch control. Thus, the same type wind farm composed of variable speed fan can support the frequency of power system. Finally, the feasibility and effectiveness of this control strategy for improving the stability of wind power generation and reducing the influence on system frequency are verified by MATLAB/Simulink simulation software.
【學(xué)位授予單位】：上海電機(jī)學(xué)院
【學(xué)位級別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2017
【分類號】：TM712

【參考文獻(xiàn)】

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本文編號：2148793