本文關(guān)鍵詞：高滲透風(fēng)機(jī)并網(wǎng)對電力系統(tǒng)暫態(tài)頻率響應(yīng)影響研究

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【摘要】：伴隨著風(fēng)力技術(shù)的快速發(fā)展,風(fēng)電裝機(jī)容量在電力系統(tǒng)中的滲透率不斷增大,風(fēng)機(jī)與電網(wǎng)的聯(lián)系進(jìn)一步加強(qiáng),兩者之間的影響程度進(jìn)一步加深。大規(guī)模風(fēng)機(jī)替代常規(guī)機(jī)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(dòng)性問題日益被人們關(guān)注,越來越多的電力公司要求并網(wǎng)風(fēng)機(jī)具有像常規(guī)發(fā)電廠一樣的功-頻調(diào)節(jié)能力,風(fēng)電機(jī)組參與調(diào)頻會改變原來系統(tǒng)的頻率響應(yīng)特性,給低頻減載、高頻切機(jī)等整定校驗(yàn)帶來挑戰(zhàn)。因此,深入分析風(fēng)力發(fā)電機(jī)組的頻率響應(yīng)動(dòng)態(tài)特性,研究高滲透風(fēng)機(jī)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(shí)踐意義。本文的主要內(nèi)容如下：(1)針對雙饋風(fēng)機(jī)電磁暫態(tài)模型復(fù)雜性和高耦合性的特點(diǎn),考慮對風(fēng)機(jī)模型簡化并獲得一種風(fēng)機(jī)簡化模型。研究雙饋風(fēng)電機(jī)組的工作原理及控制策略實(shí)現(xiàn)方法。建立風(fēng)速、風(fēng)力機(jī)及控制系統(tǒng)、軸系系統(tǒng)、雙饋發(fā)電機(jī)以及變流器的詳細(xì)數(shù)學(xué)模型。在系統(tǒng)頻率響應(yīng)研究中,重點(diǎn)關(guān)注機(jī)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(fēng)機(jī)模型簡化的主要步驟和主要方法,將雙饋感應(yīng)發(fā)電機(jī)、軸系系統(tǒng)、變流器詳細(xì)電磁暫態(tài)模型分別降階簡化為一階運(yùn)動(dòng)模型、單質(zhì)塊模型和簡化的電流源模型。搭建單機(jī)算例系統(tǒng),驗(yàn)證說明：與電磁暫態(tài)模型相比,該簡化模型計(jì)算量低,能夠模擬風(fēng)機(jī)有功出力特性,具有較高的仿真精度。(2)高滲透風(fēng)機(jī)并網(wǎng)對系統(tǒng)頻率響應(yīng)影響程度的研究。分析電力系統(tǒng)頻率動(dòng)態(tài)特性的影響因素,從機(jī)理層面說明風(fēng)機(jī)并網(wǎng)可能給系統(tǒng)慣性響應(yīng)和一次調(diào)頻帶來的影響。雙饋風(fēng)電機(jī)組采用有功功率、無功功率解耦控制策略,使其自身轉(zhuǎn)動(dòng)慣量被“隱藏”,無法提供慣性響應(yīng)；恒速異步風(fēng)機(jī)雖短時(shí)提供慣性響應(yīng),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(fēng)機(jī)、恒速異步風(fēng)機(jī)以及同步發(fā)電機(jī)組這三種機(jī)組的頻率響應(yīng)特性。為進(jìn)一步量化分析雙饋風(fēng)電機(jī)組并網(wǎng)對頻率響應(yīng)的影響程度,根據(jù)其“隱性慣量”的特性,建立包含風(fēng)機(jī)滲透率的單機(jī)等值模型,推導(dǎo)模型的時(shí)域解析解,并從初始頻率下降率最低點(diǎn)頻率和穩(wěn)態(tài)頻率偏差三個(gè)狀態(tài)值,量化分析雙饋風(fēng)機(jī)滲透率對電網(wǎng)頻率動(dòng)態(tài)特性的影響程度。(3)風(fēng)機(jī)參與調(diào)頻的系統(tǒng)暫態(tài)頻率響應(yīng)評估。主動(dòng)參與系統(tǒng)頻率調(diào)節(jié)是“電網(wǎng)友好型”電源對風(fēng)機(jī)的必然要求,研究轉(zhuǎn)子動(dòng)能控制和有功備用控制的原理及實(shí)現(xiàn)方法。雙饋風(fēng)電機(jī)組參與系統(tǒng)頻率調(diào)節(jié)會改變系統(tǒng)原有的頻率動(dòng)態(tài)特性,為快速、準(zhǔn)確的獲取大規(guī)模風(fēng)機(jī)并網(wǎng)系統(tǒng)的暫態(tài)頻率響應(yīng)動(dòng)態(tài)過程,基于平均系統(tǒng)頻率(Average System Frequency, ASF)計(jì)算方法,將簡化風(fēng)機(jī)模型引入,將系統(tǒng)頻率反饋到風(fēng)機(jī)附加頻率控制環(huán)節(jié),雙饋風(fēng)機(jī)有功輸出疊加到系統(tǒng)等效集中負(fù)荷處,當(dāng)發(fā)生功率缺額擾動(dòng)后,計(jì)算全系統(tǒng)的頻率響應(yīng)過程。搭建IEEE30節(jié)點(diǎn)算例系統(tǒng),仿真結(jié)果表明,較全時(shí)域仿真方法,該方法能夠很好的模擬風(fēng)機(jī)調(diào)頻特性,獲得比較準(zhǔn)確的系統(tǒng)頻率響應(yīng),能夠用于包含風(fēng)機(jī)的復(fù)雜電力系統(tǒng)的暫態(tài)頻率響應(yīng)評估,為電網(wǎng)減載、切機(jī)配置的整定校驗(yàn)提供參考。
【學(xué)位授予單位】：山東大學(xué)
【學(xué)位級別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2015
【分類號】：TM614

【參考文獻(xiàn)】

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(yīng)風(fēng)力發(fā)電機(jī)組復(fù)合頻率控制策略研究[J];電力系統(tǒng)保護(hù)與控制;2012年08期

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

3 張勇;潘瑜青;;雙饋感應(yīng)風(fēng)電機(jī)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