發(fā)布時間：2017-12-02 17:29

  本文關鍵詞：高滲透風機并網(wǎng)對電力系統(tǒng)暫態(tài)頻率響應影響研究

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【摘要】：伴隨著風力技術的快速發(fā)展,風電裝機容量在電力系統(tǒng)中的滲透率不斷增大,風機與電網(wǎng)的聯(lián)系進一步加強,兩者之間的影響程度進一步加深。大規(guī)模風機替代常規(guī)機組并入電網(wǎng)會顯著降低系統(tǒng)的等效慣量,由此帶來的頻率波動性問題日益被人們關注,越來越多的電力公司要求并網(wǎng)風機具有像常規(guī)發(fā)電廠一樣的功-頻調(diào)節(jié)能力,風電機組參與調(diào)頻會改變原來系統(tǒng)的頻率響應特性,給低頻減載、高頻切機等整定校驗帶來挑戰(zhàn)。因此,深入分析風力發(fā)電機組的頻率響應動態(tài)特性,研究高滲透風機并網(wǎng)系統(tǒng)的暫態(tài)頻率評估,具有重要的理論意義和工程實踐意義。本文的主要內(nèi)容如下：(1)針對雙饋風機電磁暫態(tài)模型復雜性和高耦合性的特點,考慮對風機模型簡化并獲得一種風機簡化模型。研究雙饋風電機組的工作原理及控制策略實現(xiàn)方法。建立風速、風力機及控制系統(tǒng)、軸系系統(tǒng)、雙饋發(fā)電機以及變流器的詳細數(shù)學模型。在系統(tǒng)頻率響應研究中,重點關注機組的有功-頻率特性,忽略無功-電壓控制環(huán)節(jié),研究雙饋風機模型簡化的主要步驟和主要方法,將雙饋感應發(fā)電機、軸系系統(tǒng)、變流器詳細電磁暫態(tài)模型分別降階簡化為一階運動模型、單質(zhì)塊模型和簡化的電流源模型。搭建單機算例系統(tǒng),驗證說明：與電磁暫態(tài)模型相比,該簡化模型計算量低,能夠模擬風機有功出力特性,具有較高的仿真精度。(2)高滲透風機并網(wǎng)對系統(tǒng)頻率響應影響程度的研究。分析電力系統(tǒng)頻率動態(tài)特性的影響因素,從機理層面說明風機并網(wǎng)可能給系統(tǒng)慣性響應和一次調(diào)頻帶來的影響。雙饋風電機組采用有功功率、無功功率解耦控制策略,使其自身轉(zhuǎn)動慣量被“隱藏”,無法提供慣性響應；恒速異步風機雖短時提供慣性響應,但其不具備一次調(diào)頻能力。通過算例仿真,對比說明雙饋風機、恒速異步風機以及同步發(fā)電機組這三種機組的頻率響應特性。為進一步量化分析雙饋風電機組并網(wǎng)對頻率響應的影響程度,根據(jù)其“隱性慣量”的特性,建立包含風機滲透率的單機等值模型,推導模型的時域解析解,并從初始頻率下降率最低點頻率和穩(wěn)態(tài)頻率偏差三個狀態(tài)值,量化分析雙饋風機滲透率對電網(wǎng)頻率動態(tài)特性的影響程度。(3)風機參與調(diào)頻的系統(tǒng)暫態(tài)頻率響應評估。主動參與系統(tǒng)頻率調(diào)節(jié)是“電網(wǎng)友好型”電源對風機的必然要求,研究轉(zhuǎn)子動能控制和有功備用控制的原理及實現(xiàn)方法。雙饋風電機組參與系統(tǒng)頻率調(diào)節(jié)會改變系統(tǒng)原有的頻率動態(tài)特性,為快速、準確的獲取大規(guī)模風機并網(wǎng)系統(tǒng)的暫態(tài)頻率響應動態(tài)過程,基于平均系統(tǒng)頻率(Average System Frequency, ASF)計算方法,將簡化風機模型引入,將系統(tǒng)頻率反饋到風機附加頻率控制環(huán)節(jié),雙饋風機有功輸出疊加到系統(tǒng)等效集中負荷處,當發(fā)生功率缺額擾動后,計算全系統(tǒng)的頻率響應過程。搭建IEEE30節(jié)點算例系統(tǒng),仿真結果表明,較全時域仿真方法,該方法能夠很好的模擬風機調(diào)頻特性,獲得比較準確的系統(tǒng)頻率響應,能夠用于包含風機的復雜電力系統(tǒng)的暫態(tài)頻率響應評估,為電網(wǎng)減載、切機配置的整定校驗提供參考。
【學位授予單位】：山東大學
【學位級別】：碩士
【學位授予年份】：2015
【分類號】：TM614

【參考文獻】

中國期刊全文數(shù)據(jù)庫 前3條

1 朱曉榮;趙猛;王毅;;雙饋感應風力發(fā)電機組復合頻率控制策略研究[J];電力系統(tǒng)保護與控制;2012年08期

2 李和明;段琰璞;;無刷雙饋風力發(fā)電機的建模與仿真[J];東北電力技術;2008年10期

3 張勇;潘瑜青;;雙饋感應風電機組參與有功控制和頻率控制的研究[J];華東電力;2012年11期

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本文編號：1245714