本文關(guān)鍵詞：高風(fēng)電滲透率下自動(dòng)發(fā)電實(shí)時(shí)控制及其頻率穩(wěn)定研究

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【摘要】：風(fēng)能是一種可再生清潔能源,接納大規(guī)模風(fēng)電已成為智能電網(wǎng)建設(shè)的重要組成部分。高滲透率風(fēng)力發(fā)電隨機(jī)性、波動(dòng)性等使現(xiàn)有確定性的電力系統(tǒng)演變?yōu)殡S機(jī)-確定耦合的復(fù)雜電力系統(tǒng),對(duì)其安全可靠性運(yùn)行產(chǎn)生諸多影響,尤其對(duì)含風(fēng)電場(chǎng)電力系統(tǒng)的動(dòng)態(tài)經(jīng)濟(jì)調(diào)度帶來了巨大挑戰(zhàn)。因此,針對(duì)高風(fēng)電滲透背景下的自動(dòng)發(fā)電控制(Automatic Generation Control, AGC)及其頻率穩(wěn)定問題進(jìn)行研究,具有重要的現(xiàn)實(shí)意義和學(xué)術(shù)價(jià)值。本文的主要研究成果如下：1.構(gòu)建了大規(guī)模風(fēng)電接入后兩區(qū)域互聯(lián)電力系統(tǒng)的負(fù)荷頻率控制模型,采用PI控制器對(duì)系統(tǒng)頻率進(jìn)行了控制,并采用粒子群算法進(jìn)行參數(shù)尋優(yōu)。以及將模糊控制與PI控制相結(jié)合,得到了較好的控制效果。2.依據(jù)國家電網(wǎng)對(duì)風(fēng)電功率出力波動(dòng)的考核計(jì)算方法,建立了發(fā)電收益和波動(dòng)損失的評(píng)價(jià)指標(biāo)�；诔唐诠β暑A(yù)測(cè),以平抑風(fēng)場(chǎng)功率變化作為目標(biāo)進(jìn)行AGC序列的最優(yōu)規(guī)劃,并通過基于本文提出的任意初始小世界鄰域動(dòng)態(tài)粒子群算法(D-SWPSO)求得最優(yōu)解。仿真結(jié)果表明,本文方法可有效降低出力波動(dòng),減少了風(fēng)電場(chǎng)運(yùn)營成本,提升了發(fā)電收益。3.針對(duì)消納風(fēng)能和平抑波動(dòng)對(duì)AGC穩(wěn)定控制的難點(diǎn)問題,本文首先構(gòu)建一個(gè)分鐘級(jí)尺度的分布式協(xié)同控制模型,將系統(tǒng)凈負(fù)荷增量的預(yù)測(cè)值在風(fēng)電場(chǎng)和AGC機(jī)組間通過等邊際成本法則進(jìn)行分配,以構(gòu)成實(shí)時(shí)控制系統(tǒng)�？紤]到風(fēng)電功率預(yù)測(cè)誤差對(duì)定值系統(tǒng)的影響,進(jìn)一步建立了采用風(fēng)電功率預(yù)測(cè)誤差分段指數(shù)分布模型進(jìn)行修正的定值系統(tǒng)。最后,以New-England 39節(jié)點(diǎn)系統(tǒng)為例對(duì)三種模式在兩種定值系統(tǒng)下進(jìn)行了仿真實(shí)驗(yàn),結(jié)果表明10-30 min分布式協(xié)同控制模式下系統(tǒng)調(diào)節(jié)裕度比較理想,有效降低了系統(tǒng)運(yùn)行的成本并且提高了風(fēng)電的消納能力。修正定值后的系統(tǒng)在其它時(shí)段也能提供必要的儲(chǔ)能,從而提高了系統(tǒng)運(yùn)行的穩(wěn)定性。
【關(guān)鍵詞】：風(fēng)力發(fā)電 自動(dòng)發(fā)電控制 分布式實(shí)時(shí)控制 負(fù)荷頻率控制 D-SWPSO算法
【學(xué)位授予單位】：北京交通大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2016
【分類號(hào)】：TM614
【目錄】：

• 致謝5-6
• 摘要6-7
• ABSTRACT7-12
• 1 引言12-18
• 1.1 課題研究背景及意義12-14
• 1.1.1 風(fēng)能和智能電網(wǎng)的發(fā)展及背景12-13
• 1.1.2 大規(guī)模風(fēng)電并網(wǎng)對(duì)電力系統(tǒng)的影響13-14
• 1.2 國內(nèi)外研究現(xiàn)狀14-16
• 1.2.1 含風(fēng)電場(chǎng)的AGC負(fù)荷控制14-15
• 1.2.2 含風(fēng)電場(chǎng)的AGC頻率穩(wěn)定控制15
• 1.2.3 高風(fēng)電滲透背景下AGC的有功控制和經(jīng)濟(jì)調(diào)度研究現(xiàn)狀15-16
• 1.3 本文研究的主要內(nèi)容16-18
• 2 含大規(guī)模風(fēng)電的AGC控制策略及目標(biāo)18-26
• 2.1 AGC系統(tǒng)概述18-21
• 2.1.1 自動(dòng)發(fā)電控制的基本原理18-20
• 2.1.2 電力系統(tǒng)運(yùn)行目標(biāo)20-21
• 2.1.3 AGC控制目標(biāo)21
• 2.2 含風(fēng)電的AGC機(jī)組控制策略21-26
• 2.2.1 AGC機(jī)組控制策略數(shù)學(xué)模型22-24
• 2.2.2 含風(fēng)電場(chǎng)的AGC運(yùn)行成本24-26
• 3 含風(fēng)電電力系統(tǒng)負(fù)荷頻率控制研究26-54
• 3.1 電力系統(tǒng)的頻率調(diào)整26-29
• 3.2 風(fēng)機(jī)模型和負(fù)荷模型29-32
• 3.3 互聯(lián)電力系統(tǒng)負(fù)荷頻率控制的數(shù)學(xué)模型32-37
• 3.3.1 互聯(lián)系統(tǒng)控制區(qū)的典型控制模式33
• 3.3.2 互聯(lián)系統(tǒng)模型結(jié)構(gòu)33-34
• 3.3.3 系統(tǒng)各部分的動(dòng)態(tài)數(shù)學(xué)模型34-37
• 3.4 互聯(lián)系統(tǒng)負(fù)荷頻率控制(LFC)優(yōu)化設(shè)計(jì)37-48
• 3.4.1 基于粒子群優(yōu)化的互聯(lián)系統(tǒng)負(fù)荷頻率PI控制器設(shè)計(jì)37-38
• 3.4.2 粒子群算法的原理38-40
• 3.4.3 粒子群的改進(jìn)算法40-42
• 3.4.4 仿真分析42-48
• 3.5 基于模糊-PI控制器的設(shè)計(jì)48-53
• 3.5.1 模糊控制器的設(shè)計(jì)48-51
• 3.5.2 模糊-PI控制器的設(shè)計(jì)及仿真51-53
• 3.6 本章小結(jié)53-54
• 4 基于D-SWPSO算法的風(fēng)電場(chǎng)AGC序列規(guī)劃54-72
• 4.1 基于任意初始小世界鄰域動(dòng)態(tài)粒子群算法(D-SWPSO)55-62
• 4.1.1 算法拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)分析55-57
• 4.1.2 小世界鄰域拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)的構(gòu)造以及特性分析57-58
• 4.1.3 鄰域結(jié)構(gòu)動(dòng)態(tài)更新策略58
• 4.1.4 算法流程58-59
• 4.1.5 數(shù)值仿真研究59-62
• 4.2 風(fēng)電場(chǎng)AGC序列規(guī)劃模型及求解策略62-66
• 4.2.1 風(fēng)電場(chǎng)出力波動(dòng)的考核指標(biāo)62
• 4.2.2 風(fēng)電場(chǎng)發(fā)電收益的指標(biāo)體系62-63
• 4.2.3 風(fēng)電場(chǎng)出力波動(dòng)的平抑思路63-64
• 4.2.4 風(fēng)電場(chǎng)AGC序列規(guī)劃的數(shù)學(xué)模型64-65
• 4.2.5 基于D-SWPSO算法的AGC序列規(guī)劃流程65-66
• 4.3 仿真分析66-71
• 4.3.1 實(shí)際數(shù)據(jù)分析66-68
• 4.3.2 基于D-SWPSO算法的AGC序列規(guī)劃仿真68-71
• 4.4 本章小結(jié)71-72
• 5 基于預(yù)測(cè)誤差修正的風(fēng)電場(chǎng)與AGC機(jī)組協(xié)同實(shí)時(shí)控制72-88
• 5.1 風(fēng)電場(chǎng)和AGC機(jī)組實(shí)時(shí)控制原理73-76
• 5.1.1 分布式協(xié)同實(shí)時(shí)控制數(shù)學(xué)模型73-74
• 5.1.2 分布式控制結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)74-76
• 5.2 分布式實(shí)時(shí)控制過程76-79
• 5.3 仿真實(shí)驗(yàn)分析79-84
• 5.4 基于預(yù)測(cè)誤差修正的AGC定值系統(tǒng)84-87
• 5.4.1 原理分析84-85
• 5.4.2 仿真驗(yàn)證85-87
• 5.5 本章小結(jié)87-88
• 6 總結(jié)與展望88-90
• 6.1 總結(jié)88-89
• 6.2 展望89-90
• 參考文獻(xiàn)90-94
• 作者簡(jiǎn)歷及攻讀碩士學(xué)位期間取得的研究成果94-98
• 學(xué)位論文數(shù)據(jù)集98

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