由于湍流風(fēng)速與負(fù)荷變化的影響,風(fēng)電機(jī)組參與電網(wǎng)一次調(diào)頻過(guò)程存在自身動(dòng)態(tài)穩(wěn)定與支撐電網(wǎng)頻率兩者難以平衡的問(wèn)題。為此,針對(duì)額定以下低風(fēng)速場(chǎng)景,該文分析了不同風(fēng)速、不同負(fù)荷擾動(dòng)對(duì)一次調(diào)頻下垂系數(shù)設(shè)定的影響,并結(jié)合不依賴模型的Q學(xué)習(xí),設(shè)計(jì)了一種改進(jìn)下垂控制,根據(jù)平均風(fēng)速和初始頻率變化率反映出的場(chǎng)景變化調(diào)整下垂系數(shù)。該策略通過(guò)Q學(xué)習(xí)離線尋優(yōu)與模糊在線控制結(jié)合的設(shè)計(jì)方法,實(shí)現(xiàn)不同場(chǎng)景的變下垂控制。最后,利用電力系統(tǒng)動(dòng)模實(shí)驗(yàn)平臺(tái),實(shí)現(xiàn)改進(jìn)控制策略,并比較不同風(fēng)速和負(fù)荷場(chǎng)景下的調(diào)頻效果,驗(yàn)證該文方法的有效性。結(jié)果表明,該方法提高了風(fēng)機(jī)在不同風(fēng)速以及負(fù)荷變化場(chǎng)景下一次調(diào)頻的適應(yīng)能力。 

【文章來(lái)源】：南京理工大學(xué)學(xué)報(bào). 2020年05期 北大核心

【文章頁(yè)數(shù)】：10 頁(yè)

【部分圖文】：

最大頻率偏差收斂過(guò)程

為驗(yàn)證改進(jìn)下垂控制在不同場(chǎng)景的有效性,在實(shí)驗(yàn)平臺(tái)上設(shè)置如下兩種實(shí)驗(yàn)場(chǎng)景:平均風(fēng)速7 m/s湍流風(fēng)和負(fù)荷功率突增量0.20 p.u.的場(chǎng)景A、平均風(fēng)速10 m/s湍流風(fēng)和負(fù)荷功率突增量0.04 p.u.的場(chǎng)景B。其中兩種場(chǎng)景的實(shí)驗(yàn)時(shí)長(zhǎng)為200 s,在100 s時(shí)發(fā)生負(fù)荷事件,兩場(chǎng)景湍流風(fēng)速如圖11所示。場(chǎng)景A中,分別對(duì)比在該場(chǎng)景下的最優(yōu)下垂控制(Kdf=0.22)、在場(chǎng)景B下的最優(yōu)下垂控制(Kdf=0.46)以及本文設(shè)計(jì)的改進(jìn)下垂控制(Kdf=0.23),電網(wǎng)頻率、風(fēng)機(jī)轉(zhuǎn)速以及風(fēng)機(jī)輸出功率如圖12所示。由圖12可知,該場(chǎng)景下最優(yōu)下垂控制與本文設(shè)計(jì)的控制策略在調(diào)頻效果與風(fēng)機(jī)轉(zhuǎn)速上相差不大,但由于場(chǎng)景A湍流風(fēng)速較低、負(fù)荷突增量較大,若使用場(chǎng)景B的最優(yōu)下垂控制則因下垂系數(shù)過(guò)大,風(fēng)機(jī)動(dòng)能過(guò)度釋放而導(dǎo)致風(fēng)機(jī)失穩(wěn)退出運(yùn)行。由此表明場(chǎng)景B的最優(yōu)下垂控制并不適用于場(chǎng)景A,但本文改進(jìn)控制方法在場(chǎng)景A中可以取得良好的調(diào)頻效果。

場(chǎng)景A中,分別對(duì)比在該場(chǎng)景下的最優(yōu)下垂控制(Kdf=0.22)、在場(chǎng)景B下的最優(yōu)下垂控制(Kdf=0.46)以及本文設(shè)計(jì)的改進(jìn)下垂控制(Kdf=0.23),電網(wǎng)頻率、風(fēng)機(jī)轉(zhuǎn)速以及風(fēng)機(jī)輸出功率如圖12所示。由圖12可知,該場(chǎng)景下最優(yōu)下垂控制與本文設(shè)計(jì)的控制策略在調(diào)頻效果與風(fēng)機(jī)轉(zhuǎn)速上相差不大,但由于場(chǎng)景A湍流風(fēng)速較低、負(fù)荷突增量較大,若使用場(chǎng)景B的最優(yōu)下垂控制則因下垂系數(shù)過(guò)大,風(fēng)機(jī)動(dòng)能過(guò)度釋放而導(dǎo)致風(fēng)機(jī)失穩(wěn)退出運(yùn)行。由此表明場(chǎng)景B的最優(yōu)下垂控制并不適用于場(chǎng)景A,但本文改進(jìn)控制方法在場(chǎng)景A中可以取得良好的調(diào)頻效果。在場(chǎng)景B中,分別對(duì)比在該場(chǎng)景下的最優(yōu)下垂控制(Kdf=0.46)、在場(chǎng)景A下的最優(yōu)下垂控制(Kdf=0.22)以及本文設(shè)計(jì)的改進(jìn)下垂控制(Kdf=0.46,取得最優(yōu)下垂系數(shù)),電網(wǎng)頻率、風(fēng)機(jī)轉(zhuǎn)速以及風(fēng)機(jī)輸出功率如圖13所示。由圖13可知,該場(chǎng)景下的最優(yōu)下垂控制與改進(jìn)下垂控制結(jié)果重合,但較場(chǎng)景A的最優(yōu)下垂控制調(diào)頻效果好。由此表明在場(chǎng)景B湍流風(fēng)速較大、負(fù)荷突增量較少情況下,場(chǎng)景A的最優(yōu)下垂控制并未對(duì)電網(wǎng)頻率充分支撐,調(diào)頻效果一般,但本文所提控制方法調(diào)頻效果較好,適用于場(chǎng)景B。

【參考文獻(xiàn)】：
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本文編號(hào)：2941628