【摘要】：隨著現(xiàn)代社會(huì)對(duì)電力依賴程度的提高,大停電事故造成的經(jīng)濟(jì)損失和社會(huì)影響越來(lái)越嚴(yán)重,尤其是近年來(lái)大停電事故頻發(fā),有必要提前制定好黑啟動(dòng)方案,以便發(fā)生大停電時(shí)能夠快速、安全地進(jìn)行系統(tǒng)恢復(fù)。電網(wǎng)中風(fēng)電滲透率不斷提高,給電力系統(tǒng)運(yùn)行帶來(lái)了新的機(jī)遇和挑戰(zhàn),隨著風(fēng)電運(yùn)行控制技術(shù)日益成熟,使風(fēng)電參與黑啟動(dòng)恢復(fù)成為一種可行的恢復(fù)控制手段。本文根據(jù)黑啟動(dòng)過(guò)程的特點(diǎn)和要求,對(duì)如何將風(fēng)電場(chǎng)改造為黑啟動(dòng)電源和參與黑啟動(dòng)方案制定兩種情況展開(kāi)研究,探討了風(fēng)電參與黑啟動(dòng)的關(guān)鍵問(wèn)題,并對(duì)雙饋風(fēng)電機(jī)組數(shù)學(xué)模型和柴油發(fā)電機(jī)模型進(jìn)行了研究;為探究風(fēng)電場(chǎng)是否能改造為黑啟動(dòng)電源,對(duì)其進(jìn)行持續(xù)有效出力評(píng)估,在理論上驗(yàn)證了風(fēng)電場(chǎng)作為黑啟動(dòng)電源的可行性。為使風(fēng)電能夠平穩(wěn)、安全地參與黑啟動(dòng)恢復(fù),通過(guò)建立機(jī)會(huì)約束規(guī)劃模型對(duì)風(fēng)電接入量進(jìn)行求解,服務(wù)于風(fēng)電參與的黑啟動(dòng)方案制定。當(dāng)傳統(tǒng)黑啟動(dòng)電源相對(duì)匱乏的局域電網(wǎng)發(fā)生大停電后,可考慮將風(fēng)電場(chǎng)改造為黑啟動(dòng)電源。以此為背景,提出一種為風(fēng)電場(chǎng)配備小容量柴油發(fā)電機(jī)作為支撐電源來(lái)實(shí)現(xiàn)風(fēng)電場(chǎng)黑啟動(dòng)的方法,并制定了風(fēng)電場(chǎng)恢復(fù)附近火電機(jī)組的黑啟動(dòng)策略。通過(guò)分析風(fēng)電場(chǎng)的有效出力和火電機(jī)組輔機(jī)容量,確定了風(fēng)機(jī)啟動(dòng)臺(tái)數(shù)及相應(yīng)的柴油發(fā)電機(jī)容量,提出了風(fēng)電場(chǎng)作為黑啟動(dòng)電源的支撐技術(shù)。同時(shí),為改善風(fēng)-柴系統(tǒng)頻率調(diào)節(jié)能力,研究了黑啟動(dòng)時(shí)風(fēng)機(jī)的調(diào)頻控制策略,包括雙饋風(fēng)機(jī)的虛擬慣性控制、變槳一次調(diào)頻和二次調(diào)頻策略。采用PSCAD/EMTDC對(duì)實(shí)際算例進(jìn)行仿真,驗(yàn)證了所提方案的合理性和有效性�？紤]到風(fēng)電具有啟動(dòng)功率小、啟動(dòng)速度快的特點(diǎn),若能安全、穩(wěn)定地利用風(fēng)電,將有效加快系統(tǒng)恢復(fù)進(jìn)程。本文考慮系統(tǒng)調(diào)頻能力和機(jī)組爬坡能力約束,提出了基于機(jī)會(huì)約束規(guī)劃模型的風(fēng)電參與黑啟動(dòng)最佳接入量評(píng)估方法,并進(jìn)一步對(duì)風(fēng)電接入時(shí)機(jī)進(jìn)行評(píng)估。為了有效發(fā)揮風(fēng)電的作用,提出了考慮風(fēng)電參與黑啟動(dòng)方案制定的優(yōu)化方法,對(duì)風(fēng)電接入和負(fù)荷恢復(fù)進(jìn)行分時(shí)步協(xié)調(diào)優(yōu)化,制定出風(fēng)電參與的最優(yōu)黑啟動(dòng)方案。以改造后含風(fēng)電的IEEE39節(jié)點(diǎn)系統(tǒng)為算例驗(yàn)證所提方法的可行性和有效性。
【學(xué)位授予單位】：華北電力大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2019
【分類號(hào)】：TM614;TM73
【圖文】：

圖 2-1 雙饋風(fēng)電機(jī)組的基本結(jié)構(gòu)的數(shù)學(xué)模型風(fēng)能中獲取的功率可表示為：2 3nom1( , ) 3 /2m wt wt wt P wP T R C V P m為雙饋風(fēng)機(jī)發(fā)電機(jī)風(fēng)輪在風(fēng)能中獲取的功率；Pnom為風(fēng)電機(jī)組；Rwt為風(fēng)輪半徑；Vw為風(fēng)輪的轉(zhuǎn)速；Twt為風(fēng)輪輸入傳動(dòng)系統(tǒng)用系數(shù)；β 為風(fēng)輪的槳距角；λ 為風(fēng)輪的葉尖速比。系統(tǒng)的數(shù)學(xué)模型統(tǒng)通過(guò)雙質(zhì)量塊結(jié)構(gòu)來(lái)表征為：wt r m wtwt rwt r m wt2 ( )( ) / ( )( )wt wt wt mwt b p cm mH p T D Kp n nT D K p 為微分算子；Hwt為風(fēng)輪的慣性時(shí)間常數(shù)；Dm為傳動(dòng)系統(tǒng)的等統(tǒng)的等效剛度系數(shù)；r 為雙饋風(fēng)力發(fā)電機(jī)轉(zhuǎn)子的電角速度； T為傳動(dòng)裝置傳入發(fā)電機(jī)的機(jī)械轉(zhuǎn)矩。

【參考文獻(xiàn)】

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本文編號(hào)：2750866