【摘要】：隨著現(xiàn)代社會對電力依賴程度的提高,大停電事故造成的經(jīng)濟(jì)損失和社會影響越來越嚴(yán)重,尤其是近年來大停電事故頻發(fā),有必要提前制定好黑啟動方案,以便發(fā)生大停電時能夠快速、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)運行帶來了新的機(jī)遇和挑戰(zhàn),隨著風(fēng)電運行控制技術(shù)日益成熟,使風(fēng)電參與黑啟動恢復(fù)成為一種可行的恢復(fù)控制手段。本文根據(jù)黑啟動過程的特點和要求,對如何將風(fēng)電場改造為黑啟動電源和參與黑啟動方案制定兩種情況展開研究,探討了風(fēng)電參與黑啟動的關(guān)鍵問題,并對雙饋風(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)電場是否能改造為黑啟動電源,對其進(jìn)行持續(xù)有效出力評估,在理論上驗證了風(fēng)電場作為黑啟動電源的可行性。為使風(fēng)電能夠平穩(wěn)、安全地參與黑啟動恢復(fù),通過建立機(jī)會約束規(guī)劃模型對風(fēng)電接入量進(jìn)行求解,服務(wù)于風(fēng)電參與的黑啟動方案制定。當(dāng)傳統(tǒng)黑啟動電源相對匱乏的局域電網(wǎng)發(fā)生大停電后,可考慮將風(fēng)電場改造為黑啟動電源。以此為背景,提出一種為風(fēng)電場配備小容量柴油發(fā)電機(jī)作為支撐電源來實現(xiàn)風(fēng)電場黑啟動的方法,并制定了風(fēng)電場恢復(fù)附近火電機(jī)組的黑啟動策略。通過分析風(fēng)電場的有效出力和火電機(jī)組輔機(jī)容量,確定了風(fēng)機(jī)啟動臺數(shù)及相應(yīng)的柴油發(fā)電機(jī)容量,提出了風(fēng)電場作為黑啟動電源的支撐技術(shù)。同時,為改善風(fēng)-柴系統(tǒng)頻率調(diào)節(jié)能力,研究了黑啟動時風(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對實際算例進(jìn)行仿真,驗證了所提方案的合理性和有效性�？紤]到風(fēng)電具有啟動功率小、啟動速度快的特點,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)會約束規(guī)劃模型的風(fēng)電參與黑啟動最佳接入量評估方法,并進(jìn)一步對風(fēng)電接入時機(jī)進(jìn)行評估。為了有效發(fā)揮風(fēng)電的作用,提出了考慮風(fēng)電參與黑啟動方案制定的優(yōu)化方法,對風(fēng)電接入和負(fù)荷恢復(fù)進(jìn)行分時步協(xié)調(diào)優(yōu)化,制定出風(fēng)電參與的最優(yōu)黑啟動方案。以改造后含風(fēng)電的IEEE39節(jié)點系統(tǒng)為算例驗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)位級別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2019
【分類號】：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)通過雙質(zhì)量塊結(jié)構(gòu)來表征為：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)輪的慣性時間常數(shù)；Dm為傳動系統(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：2750866