【摘要】：風(fēng)力發(fā)電技術(shù)迅速發(fā)展,帶來了經(jīng)濟(jì)和環(huán)境效益。但因風(fēng)能間歇性、波動(dòng)性、隨機(jī)性和不確定性的特點(diǎn),也給電力系統(tǒng)安全優(yōu)質(zhì)運(yùn)行帶來諸多問題,尤其在高風(fēng)電滲透率系統(tǒng)中頻率穩(wěn)定問題更為突出,僅依靠傳統(tǒng)調(diào)頻方法已不能滿足系統(tǒng)頻率穩(wěn)定要求。在對(duì)雙饋異步風(fēng)力發(fā)電機(jī)和電池儲(chǔ)能系統(tǒng)的系統(tǒng)構(gòu)成、運(yùn)行方式、運(yùn)行特性和控制方式分析的基礎(chǔ)上,系統(tǒng)地研究了兩者的調(diào)頻特性、控制系統(tǒng)、控制策略,并建立了相關(guān)模型。為了實(shí)現(xiàn)電力系統(tǒng)調(diào)頻,雙饋異步風(fēng)力發(fā)電機(jī)附加頻率響應(yīng)單元,通過轉(zhuǎn)子動(dòng)能控制或減載運(yùn)行參與系統(tǒng)調(diào)頻;電池儲(chǔ)能系統(tǒng)采用下垂控制,通過快速調(diào)節(jié)其有功功率輸出以響應(yīng)系統(tǒng)頻率變化。通過分析風(fēng)、儲(chǔ)、火的調(diào)頻特性,三者在調(diào)頻速度以及調(diào)頻容量方面存在互補(bǔ)性,即儲(chǔ)能系統(tǒng)調(diào)頻速度快調(diào)頻容量小、火電機(jī)組調(diào)頻速度慢調(diào)頻容量大、風(fēng)電機(jī)組調(diào)頻速度與調(diào)頻容量居中,分析了采用聯(lián)合一體化調(diào)頻的可行性。針對(duì)系統(tǒng)一次調(diào)頻,提出基于分頻原理確定三者有功出力的調(diào)頻策略,設(shè)計(jì)和實(shí)現(xiàn)了分頻器系統(tǒng),不僅提高了系統(tǒng)調(diào)頻速度也保證了調(diào)頻質(zhì)量。針對(duì)系統(tǒng)二次調(diào)頻,在考慮一次調(diào)頻容量需求的條件下,提出基于區(qū)域控制準(zhǔn)則的聯(lián)合調(diào)頻策略,該策略計(jì)及機(jī)組備用大小、經(jīng)濟(jì)性、安全性和區(qū)域控制等要求,減輕火電機(jī)組調(diào)頻負(fù)擔(dān),有利于系統(tǒng)頻率快速穩(wěn)定。在MATLAB/Simulink平臺(tái),針對(duì)算例系統(tǒng)建立了風(fēng)儲(chǔ)火聯(lián)合系統(tǒng)的仿真模型,并開展了仿真研究,結(jié)果表明所提出的聯(lián)合調(diào)頻策略較傳統(tǒng)調(diào)頻方式更適合于高風(fēng)電滲透率的電力系統(tǒng)調(diào)頻。針對(duì)風(fēng)儲(chǔ)火聯(lián)合調(diào)頻系統(tǒng)中儲(chǔ)能容量的優(yōu)化,本文提出綜合考慮調(diào)頻技術(shù)要求和經(jīng)濟(jì)性要求以實(shí)現(xiàn)儲(chǔ)能容量最小為優(yōu)化目標(biāo),為此建立了基于電網(wǎng)頻率穩(wěn)定性技術(shù)指標(biāo)和經(jīng)濟(jì)性指標(biāo)的儲(chǔ)能容量的多目標(biāo)優(yōu)化數(shù)學(xué)模型,為避免陷入局部最優(yōu)解,采用帶精英策略的非支配排序遺傳算法求解以獲得優(yōu)化容量,并通過算例驗(yàn)證其有效性。
【圖文】：

圖 1.1 2017-2022 年全球風(fēng)電總裝機(jī)容量預(yù)測(cè)我國(guó)風(fēng)電行業(yè)發(fā)展也已駛?cè)肟燔嚨�，，如圖 1.2 所示。在 2017 年全球各國(guó)風(fēng)電累計(jì)裝機(jī)容量份額和新增裝機(jī)容量份額的前三名中，中國(guó)占比為 35%和 37%，美國(guó)占比 17%和 13%，德國(guó)占比 10%和 13%，可以看出，我國(guó)風(fēng)電發(fā)展水平在全球處于領(lǐng)先地位。如圖 1.3 所示，我國(guó)風(fēng)電并網(wǎng)裝機(jī)容量在全部發(fā)電設(shè)備裝機(jī)總量中的占比也在持續(xù)提高，由 2011 年的 4.4%增長(zhǎng)至 2017 年的 9.2%，足以說明我國(guó)風(fēng)電發(fā)展的快速性。到 2017 年，風(fēng)力發(fā)電已經(jīng)成為我國(guó)推動(dòng)清潔能源發(fā)電的重要途徑，發(fā)電量已達(dá)到 3057 億千瓦時(shí)，占全社會(huì)用電量的 4.8%。

圖 1.1 2017-2022 年全球風(fēng)電總裝機(jī)容量預(yù)測(cè)我國(guó)風(fēng)電行業(yè)發(fā)展也已駛?cè)肟燔嚨溃鐖D 1.2 所示。在 2017 年全球各國(guó)風(fēng)電累計(jì)裝機(jī)容量份額和新增裝機(jī)容量份額的前三名中，中國(guó)占比為 35%和 37%，美國(guó)占比 17%和 13%，德國(guó)占比 10%和 13%，可以看出，我國(guó)風(fēng)電發(fā)展水平在全球處于領(lǐng)先地位。如圖 1.3 所示，我國(guó)風(fēng)電并網(wǎng)裝機(jī)容量在全部發(fā)電設(shè)備裝機(jī)總量中的占比也在持續(xù)提高，由 2011 年的 4.4%增長(zhǎng)至 2017 年的 9.2%，足以說明我國(guó)風(fēng)電發(fā)展的快速性。到 2017 年，風(fēng)力發(fā)電已經(jīng)成為我國(guó)推動(dòng)清潔能源發(fā)電的重要途徑，發(fā)電量已達(dá)到 3057 億千瓦時(shí)，占全社會(huì)用電量的 4.8%。
【學(xué)位授予單位】：山西大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2019
【分類號(hào)】：TM73

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本文編號(hào)：2602341