【摘要】：隨著社會(huì)現(xiàn)代化進(jìn)程的不斷推進(jìn),能源危機(jī)和環(huán)境污染給社會(huì)的可持續(xù)發(fā)展帶來(lái)越來(lái)越大的挑戰(zhàn)。因此,對(duì)新能源的開(kāi)發(fā)和利用,受到世界各國(guó)的高度重視。風(fēng)力發(fā)電憑借其資源豐富、可大規(guī)模開(kāi)發(fā)、建設(shè)周期相對(duì)較短等優(yōu)勢(shì),在可再生能源領(lǐng)域中占裾著重要的地位。然而,風(fēng)電并網(wǎng)容量的增加,給電力系統(tǒng)的頻率穩(wěn)定控制帶來(lái)了新的難題和挑戰(zhàn),影響系統(tǒng)的安全穩(wěn)定運(yùn)行。研究含大規(guī)模風(fēng)電的互聯(lián)電網(wǎng)頻率控制策略,成為電力系統(tǒng)頻率穩(wěn)定控制的重要研究課題。為此,圍繞含風(fēng)電互聯(lián)電網(wǎng)的頻率控制問(wèn)題,從風(fēng)電機(jī)組主動(dòng)參與系統(tǒng)調(diào)頻和改進(jìn)互聯(lián)電網(wǎng)負(fù)荷頻率控制這兩個(gè)角度展開(kāi)研究,論文的主要工作包括:(1)針對(duì)傳統(tǒng)轉(zhuǎn)子動(dòng)能控制中雙饋風(fēng)電機(jī)組釋放轉(zhuǎn)子動(dòng)能后會(huì)立即進(jìn)行轉(zhuǎn)速恢復(fù)的固有缺點(diǎn),設(shè)計(jì)一種基于轉(zhuǎn)子動(dòng)能控制的雙饋風(fēng)電機(jī)組頻率控制改進(jìn)方案。所提改進(jìn)方案能實(shí)現(xiàn)轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)速恢復(fù)啟動(dòng)時(shí)間的主動(dòng)控制,通過(guò)將轉(zhuǎn)速恢復(fù)引起的頻率下降過(guò)程控制在頻率恢復(fù)穩(wěn)定后發(fā)生,克服釋放轉(zhuǎn)子動(dòng)能后立即進(jìn)入轉(zhuǎn)速恢復(fù)過(guò)程對(duì)頻率控制造成的不利影響。仿真結(jié)果表明,所提方法能夠有效改善雙饋風(fēng)電機(jī)組主動(dòng)參與系統(tǒng)調(diào)頻的效果。(2)為改進(jìn)整數(shù)階PID負(fù)荷頻率控制器的設(shè)計(jì)以適應(yīng)風(fēng)電的接入,設(shè)計(jì)一種基于分?jǐn)?shù)階PID的含風(fēng)電互聯(lián)電網(wǎng)負(fù)荷頻率控制器,并采用粒子群智能算法對(duì)控制器參數(shù)進(jìn)行優(yōu)化整定。仿真結(jié)果表明該控制器具有良好的動(dòng)態(tài)性能和抗干擾能力。相比于整數(shù)階PID負(fù)荷頻率控制器,分?jǐn)?shù)階PID負(fù)荷頻率控制器能夠更好地處理負(fù)荷頻率控制中存在的非線性和不確定性。分?jǐn)?shù)階PID負(fù)荷頻率控制器能有效降低風(fēng)電出力的不確定性給互聯(lián)電網(wǎng)頻率控制造成的不利影響,為含風(fēng)電互聯(lián)電網(wǎng)的負(fù)荷頻率控制提供一種新的解決思路。(3)為提高負(fù)荷頻率控制器的抗參數(shù)攝動(dòng)能力,設(shè)計(jì)一種基于滑模控制的含風(fēng)電互聯(lián)電網(wǎng)負(fù)荷頻率控制器。仿真結(jié)果表明,相比于整數(shù)階PID負(fù)荷頻率控制器,基于滑�？刂频呢�(fù)荷頻率控制器具有更好的控制性能,能更好的解決含風(fēng)電互聯(lián)電網(wǎng)的負(fù)荷頻率控制問(wèn)題。相比于分?jǐn)?shù)階PID負(fù)荷頻率控制器,基于滑�？刂频呢�(fù)荷頻率控制器具有更好的抗參數(shù)攝動(dòng)能力。論文所做的理論研究和仿真結(jié)果表明:從風(fēng)電機(jī)組主動(dòng)參與系統(tǒng)調(diào)頻和改進(jìn)負(fù)荷頻率控制方法這兩個(gè)角度提出的含風(fēng)電互聯(lián)電網(wǎng)頻率控制策略是合理有效的,有利于提高含風(fēng)電互聯(lián)電網(wǎng)的頻率穩(wěn)定控制能力,能夠?yàn)楹L(fēng)電互聯(lián)電網(wǎng)安全穩(wěn)定運(yùn)行提供有力保障。
[Abstract]:With the development of social modernization, energy crisis and environmental pollution bring more challenges to the sustainable development of society. Therefore, the development and utilization of new energy is highly valued by all countries in the world. Wind power plays an important role in the field of renewable energy because of its abundant resources, large-scale development and relatively short construction period. However, the increase of wind power grid capacity brings new problems and challenges to the frequency stability control of power system, which affects the safe and stable operation of the system. The study of frequency control strategy for interconnected power system with large scale wind power has become an important research topic in frequency stability control of power system. Therefore, focusing on the frequency control problem of interconnected power grid with wind power, the paper studies the active participation of wind turbine in frequency modulation system and the improvement of load frequency control in interconnected power grid. The main work of this paper is as follows: (1) aiming at the inherent shortcoming of speed recovery of doubly-fed wind turbine after releasing rotor kinetic energy in traditional rotor kinetic energy control, an improved frequency control scheme for doubly-fed wind turbine based on rotor kinetic energy control is designed. The proposed improved scheme can realize the active control of rotor speed recovery start-up time. By controlling the frequency drop process caused by speed recovery, the frequency recovery will occur after the stability of the rotor speed is restored. To overcome the adverse effect on frequency control caused by releasing rotor kinetic energy and entering the speed recovery process immediately. Simulation results show that the proposed method can effectively improve the effect of active participation of doubly-fed wind turbines in system frequency modulation. (2) in order to improve the design of integer order PID load frequency controller for wind power access, A load frequency controller based on fractional-order PID is designed for interconnected wind power network. Particle swarm optimization (PSO) algorithm is used to optimize the parameters of the controller. The simulation results show that the controller has good dynamic performance and anti-interference ability. Compared with integer order PID load frequency controller, fractional order PID load frequency controller can better deal with the nonlinearity and uncertainty in load frequency control. Fractional PID load frequency controller can effectively reduce the adverse effect of wind power output uncertainty on frequency control of interconnected power grid. It provides a new solution for load frequency control of interconnected power grid with wind power. (3) in order to improve the anti-parameter perturbation ability of load frequency controller, a load frequency controller based on sliding mode control is designed. The simulation results show that the load frequency controller based on sliding mode control has better control performance than the integer order PID load frequency controller, and can better solve the load frequency control problem of interconnected power grid with wind power. Compared with fractional PID load frequency controller, the load frequency controller based on sliding mode control has better resistance to parameter perturbation. The theoretical research and simulation results show that the frequency control strategy of interconnected power grid with wind power is reasonable and effective from the aspects of active participation of wind turbine in system frequency modulation and improvement of load frequency control method. It is beneficial to improve the frequency stability control ability of the wind power interconnected power network, and can provide a strong guarantee for the safe and stable operation of the wind power interconnected power network.
【學(xué)位授予單位】：西南交通大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2017
【分類號(hào)】：TM614;TM712

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本文編號(hào)：2179418