螺桿膨脹發(fā)電機組建模及其在風電功率補償中的仿真應(yīng)用.pdf

1、隨著風電場規(guī)模的不斷擴大，風電特性對電網(wǎng)的負面影響不容忽視，大規(guī)模風電場的并網(wǎng)對系統(tǒng)穩(wěn)定性、電能質(zhì)量以及調(diào)度等帶來的負面影響越來越得到社會關(guān)注。目前常通過配備一定儲能容量來緩解風電場輸出功率波動，但現(xiàn)有的包括飛輪儲能、抽水儲能、超級電容儲能等在內(nèi)的技術(shù)手段并不能很好地滿足調(diào)度對大規(guī)模風電場平穩(wěn)出力的要求，因此論文對建立新型的風電場功率平衡系統(tǒng)方式進行探索，嘗試將螺桿膨脹發(fā)電技術(shù)應(yīng)用于風電功率缺額補償措施之中。
　　螺桿膨脹動力機是

2、一種利用流體在螺桿槽道中的降壓膨脹做功，推動螺桿轉(zhuǎn)動以實現(xiàn)能量轉(zhuǎn)換的機械。與汽輪機相比，其造價低、適應(yīng)性強、維護簡單、運行速度相對較低，成為替代汽輪機的理想膨脹機。因此，為了探索擴展螺桿膨脹發(fā)電技術(shù)在電力系統(tǒng)中的應(yīng)用，論文完成對主要包含螺桿膨脹機、發(fā)電機、儲熱單元、工質(zhì)泵、冷卻池等單元的螺桿膨脹發(fā)電裝置各環(huán)節(jié)作用機理研究，并詳細闡述了螺桿膨脹動力機的工作原理；考慮螺桿膨脹機在實際膨脹過程中的泄漏損失與流動損失，完成膨脹過程熱力學分析；以

3、水蒸氣為做功工質(zhì)，根據(jù)國際水和水蒸氣性質(zhì)協(xié)會(IAPWS)制定的水和水蒸氣熱力性質(zhì)的工業(yè)公式IAPWS-IF97編制程序完成水蒸氣工質(zhì)熱力性質(zhì)計算，保證工質(zhì)氣體熱力學性質(zhì)參數(shù)計算的精確性。完成螺桿膨脹動力機的運行特性分析，并考慮系統(tǒng)不同運行要求與應(yīng)用環(huán)境，采用籠型異步發(fā)電機與雙饋異步發(fā)電機兩種發(fā)電機機型，建立螺桿膨脹發(fā)電機組的仿真模型，并探究發(fā)電機組的運行與功率控制策略。
　　最后，基于Matlab/Simulink仿真平臺對螺桿

4、膨脹發(fā)電技術(shù)應(yīng)用于風電功率缺額補償進行了仿真分析。完成功率補償單元的補償能力分析，并采用將風電功率預測與功率監(jiān)測相結(jié)合的功率補償控制策略；考慮多機并列運行時效率最優(yōu)功率分配，以籠型異步螺桿膨脹發(fā)電機組為例，建立以螺桿膨脹發(fā)電技術(shù)為風電功率缺額補償措施的風電場并網(wǎng)模型。仿真驗證螺桿膨脹發(fā)電機組群在保證效率最優(yōu)功率分配條件下能夠有效發(fā)揮平抑風電功率波動的作用。證明了模型與控制策略的正確性，為擴展螺桿膨脹發(fā)電技術(shù)在現(xiàn)有儲熱技術(shù)條件下應(yīng)用到風電