風(fēng)電場(chǎng)有功功率控制系統(tǒng)關(guān)鍵技術(shù)研究.pdf

1、風(fēng)力發(fā)電作為最主要的清潔能源利用形式之一，得到了快速的發(fā)展。風(fēng)電機(jī)組的裝機(jī)容量越來(lái)越大，占電網(wǎng)的比重也越來(lái)越高。長(zhǎng)期來(lái)看，實(shí)現(xiàn)風(fēng)電場(chǎng)的可控運(yùn)行，將風(fēng)電場(chǎng)納入電網(wǎng)的調(diào)度體系，是大型風(fēng)電場(chǎng)安全并網(wǎng)運(yùn)行的發(fā)展趨勢(shì)。因此，風(fēng)電場(chǎng)的有功功率控制已成為風(fēng)電場(chǎng)并網(wǎng)發(fā)電迫切需要解決的關(guān)鍵問(wèn)題。本文主要從風(fēng)電場(chǎng)有功功率控制策略、風(fēng)電場(chǎng)有功功率控制在風(fēng)電場(chǎng)以及風(fēng)電機(jī)組中的實(shí)現(xiàn)、風(fēng)電場(chǎng)有功功率控制下的風(fēng)電機(jī)組控制算法及穩(wěn)定性等方面展開研究工作。本文所取得的創(chuàng)

2、新性成果如下：
　　1.為了抑制風(fēng)電接入電網(wǎng)產(chǎn)生全場(chǎng)出力的波動(dòng)，本文提出了一種基于風(fēng)電機(jī)組有功功率超短期預(yù)測(cè)的風(fēng)電場(chǎng)有功功率優(yōu)化控制策略。該優(yōu)化控制策略的研究工作主要包括：分析了風(fēng)電接入電網(wǎng)后風(fēng)電機(jī)組以及風(fēng)電場(chǎng)與電網(wǎng)調(diào)度之間的關(guān)系，提出了一種基于時(shí)間尺度可變的風(fēng)電場(chǎng)有功功率超短期預(yù)測(cè)方法，并將該方法應(yīng)用于風(fēng)電場(chǎng)有功功率控制策略中，從而實(shí)現(xiàn)風(fēng)電場(chǎng)有功功率控制下的風(fēng)電機(jī)組期望功率校準(zhǔn)的目的，提高了風(fēng)電場(chǎng)有功功率的控制精度；在有功功率分

3、配策略中，采用以最少的風(fēng)電機(jī)組停機(jī)為目標(biāo)的優(yōu)化降功率控制策略和以最少啟動(dòng)機(jī)組和最多啟動(dòng)機(jī)組為目標(biāo)的優(yōu)化升功率控制策略，實(shí)現(xiàn)了考慮風(fēng)電場(chǎng)不同需求情況下風(fēng)電機(jī)組功率的優(yōu)化分配。
　　2.本文研究了一種基于WiMAX的風(fēng)電場(chǎng)通信網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)和一種基于智能多代理的風(fēng)力發(fā)電機(jī)組控制策略，該控制策略的主要研究工作為：采用基于WiMAX的風(fēng)電場(chǎng)通信網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)，并且根據(jù)風(fēng)電場(chǎng)中需要傳輸和通信數(shù)據(jù)的特點(diǎn)及重要性制定不同的傳輸層和應(yīng)用層協(xié)議，從而達(dá)到風(fēng)電場(chǎng)

4、數(shù)據(jù)可靠、高效傳輸?shù)哪康?；在風(fēng)電機(jī)組中采用基于智能多代理的控制策略，以此來(lái)保證風(fēng)電場(chǎng)有功功率控制在風(fēng)電機(jī)組中的穩(wěn)定性與可靠性。以上策略使得風(fēng)電場(chǎng)側(cè)的有功功率分配結(jié)果能夠穩(wěn)定、可靠的下傳到風(fēng)電場(chǎng)各風(fēng)電機(jī)組，并且可以保證風(fēng)電機(jī)組在復(fù)雜的控制任務(wù)下仍能順利完成風(fēng)電場(chǎng)有功功率控制系統(tǒng)分配的控制任務(wù)。
　　3.考慮到風(fēng)電機(jī)組在風(fēng)電場(chǎng)有功功率控制下需穩(wěn)定運(yùn)行的特點(diǎn)，本文針對(duì)風(fēng)電機(jī)組在不同工況下的運(yùn)行特性，提出了一種風(fēng)力發(fā)電機(jī)組全局轉(zhuǎn)速控制和負(fù)

5、載轉(zhuǎn)矩優(yōu)化控制策略。該控制策略保證了風(fēng)電機(jī)組在不同工況下的轉(zhuǎn)速控制精度以及對(duì)應(yīng)轉(zhuǎn)速下的優(yōu)化負(fù)載轉(zhuǎn)矩輸出，從而實(shí)現(xiàn)了風(fēng)電機(jī)組在有功功率控制系統(tǒng)中的穩(wěn)定、優(yōu)化控制。此外，針對(duì)風(fēng)力發(fā)電機(jī)在低速狀態(tài)存在的嚴(yán)重的混沌屬性，本文研究了針對(duì)風(fēng)力發(fā)電機(jī)動(dòng)態(tài)特性的自適應(yīng)Backstepping控制算法。
　　4.針對(duì)第3點(diǎn)提出的風(fēng)電機(jī)組控制策略，本文研究了一種用于風(fēng)力發(fā)電機(jī)組控制器的穩(wěn)定性分析方法。
　　基于以上的研究工作，本文設(shè)計(jì)了風(fēng)電場(chǎng)有