【摘要】：在風(fēng)力發(fā)電技術(shù)迅猛發(fā)展的大環(huán)境下,風(fēng)電在我國的能源結(jié)構(gòu)中已經(jīng)占據(jù)重要的一席之地。目前,新建的大型風(fēng)電場普遍采用的風(fēng)電機(jī)組本身與電網(wǎng)頻率隔離而無法像傳統(tǒng)同步發(fā)電機(jī)一樣對電網(wǎng)頻率做出有效響應(yīng),為此,已經(jīng)有大量的學(xué)術(shù)研究和工程實踐采用附加頻率控制環(huán)節(jié)的方式來實現(xiàn)風(fēng)電機(jī)組參加系統(tǒng)調(diào)頻的目標(biāo)。但是,本文注意到風(fēng)電具有不確定性,而這個風(fēng)電的不確定性對風(fēng)電機(jī)組參與系統(tǒng)一次調(diào)頻有一定影響,所以,本文針對此影響作出了詳細(xì)分析以及給出了初步對策。主要研究內(nèi)容與成果有:1、分析了DFIG雙饋風(fēng)機(jī)(Double-Fed Induction Generator,DFIG)對電網(wǎng)頻率調(diào)整的影響。針對系統(tǒng)中不同風(fēng)電滲透率對電網(wǎng)頻率調(diào)整的影響作了探討分析,并且以標(biāo)準(zhǔn)IEEE 14節(jié)點系統(tǒng)模型為基礎(chǔ)搭建了仿真平臺,驗證了隨著風(fēng)電滲透率的逐漸增加,電力系統(tǒng)整體的轉(zhuǎn)動慣量和單位功率調(diào)節(jié)能力會逐漸削弱。2、對考慮風(fēng)電不確定性的電網(wǎng)調(diào)頻備用容量的計算問題做了探討分析。首先,根據(jù)需要,在電力系統(tǒng)中設(shè)置了具有不同正態(tài)分布模型特征的風(fēng)電場場景。其次,在風(fēng)電場減載運行的前提下,計算了具有不確定性的風(fēng)電場提供原定計劃備用容量能力的大小。最后,本著充分利用風(fēng)電資源的目標(biāo),在全時段減載情況下和分時段減載情況下,根據(jù)典型日負(fù)荷場景和計算出的能力大小并結(jié)合事先設(shè)置好的置信概率分別測算出了這兩種情況下電力系統(tǒng)的總備用需求、風(fēng)電場所能夠提供的備用支持量以及常規(guī)火電機(jī)組還需要提供的備用能力大小。理論分析表明:根據(jù)電力系統(tǒng)中“常規(guī)火電機(jī)組所能夠提供備用能力的上限值水平”可以確定在該時段下是否需要風(fēng)電場降額運行,由此區(qū)分出,在全時段減載情況下,可以使風(fēng)電機(jī)組每時每刻都得到保留有功備用的能力,而這個能力確實在每時每刻減輕了火電機(jī)組的備用壓力;在分時段減載情況下,可以使風(fēng)電機(jī)組在不需要時滿額運行、在需要時降額運行,從而既避免了火電機(jī)組出現(xiàn)備用不足的情形,也為系統(tǒng)準(zhǔn)備了一定的備用支持來減輕這些時段內(nèi)火電機(jī)組的備用壓力,達(dá)到充分利用系統(tǒng)中各種電力資源的目標(biāo)。3、對考慮風(fēng)電不確定性的DFIG雙饋風(fēng)機(jī)參加系統(tǒng)一次調(diào)頻的策略問題做了探討分析,設(shè)計了風(fēng)電機(jī)組的功率備用控制環(huán)節(jié)、附加頻率控制環(huán)節(jié)以及多風(fēng)電場之間的超短期一次調(diào)頻容量的協(xié)調(diào)控制策略,并將提出的控制思想在由HVDC(High Voltage Direct Current,HVDC)聯(lián)結(jié)的送受端電網(wǎng)中進(jìn)行應(yīng)用,以此來觀察仿真控制效果。仿真驗證分析表明:當(dāng)不考慮風(fēng)電不確定性時,DFIG雙饋風(fēng)機(jī)會根據(jù)負(fù)荷擾動的情況進(jìn)行功率調(diào)整,以此來協(xié)助火電機(jī)組共同參與到系統(tǒng)一次調(diào)頻中去;當(dāng)考慮風(fēng)電不確定性時,在發(fā)生功率缺額的情況下,DFIG雙饋風(fēng)機(jī)會根據(jù)風(fēng)電機(jī)組得到的預(yù)測功率響應(yīng)量和風(fēng)電機(jī)組剩余的實際有功備用量來確定實際情況下的有功支持量能否匹配上預(yù)測情況下的有功支持量,這里也正好體現(xiàn)了因為風(fēng)速的不確定性(實際風(fēng)速高于、等于或低于預(yù)測風(fēng)速),風(fēng)電機(jī)組的有功支持量會具有對應(yīng)的不確定性(實際功率響應(yīng)量等于或低于預(yù)測功率響應(yīng)量),火電機(jī)組的有功出力大小也會具有對應(yīng)的不確定性(實際有功輸出等于或大于預(yù)測有功輸出);位于同一個風(fēng)力發(fā)電中心內(nèi)的多個風(fēng)電場之間進(jìn)行超短期一次調(diào)頻容量的協(xié)調(diào)要比風(fēng)電場各自獨立地參與系統(tǒng)一次調(diào)頻更能體現(xiàn)出充分利用系統(tǒng)的風(fēng)電資源以深度減輕火電機(jī)組調(diào)頻壓力的宗旨。
【圖文】：

東南大學(xué)碩士學(xué)位論文4.3 算例仿真驗證4.3.1 兩區(qū)域互聯(lián)電網(wǎng)模型DigSILENT/PowerFactory 仿真軟件，是電力系統(tǒng)行業(yè)常用的一款電磁/機(jī)械暫態(tài)仿真軟件，它不僅具有完整的元器件模型庫和友好的人機(jī)交互界面，還具有大規(guī)模的計算容量和高效的潮流計算能力，，因此常常被視作研究高壓直流系統(tǒng)和新能源系統(tǒng)的工具。本文基于 DigSILENT/PowerFactory，搭建了由高壓直流輸電線路聯(lián)結(jié)的兩區(qū)域電網(wǎng)，在高壓直流參與受端電網(wǎng)一次調(diào)頻的基礎(chǔ)上，對不考慮風(fēng)電不確定性的風(fēng)電場不參與系統(tǒng)調(diào)頻和參與系統(tǒng)一次調(diào)頻、以及對考慮風(fēng)電不確定性的風(fēng)電場參與系統(tǒng)一次調(diào)頻的控制策略進(jìn)行仿真分析。兩區(qū)域互聯(lián)電網(wǎng)模型如圖 4-11 所示。
【學(xué)位授予單位】：東南大學(xué)
【學(xué)位級別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2018
【分類號】：TM614

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本文編號：2626841