大規(guī)模風(fēng)電場(chǎng)參與調(diào)頻的控制策略研究.pdf

1、近年來(lái)，隨著全球風(fēng)電技術(shù)的迅速發(fā)展，我國(guó)局部地區(qū)電網(wǎng)的風(fēng)電滲透率已經(jīng)超過(guò)了20％。風(fēng)電固有的隨機(jī)性、間歇性和波動(dòng)性的特點(diǎn)使得大容量風(fēng)電場(chǎng)對(duì)電網(wǎng)的動(dòng)態(tài)穩(wěn)定、調(diào)頻調(diào)壓等方面都產(chǎn)生了不利影響。變速恒頻雙饋異步風(fēng)力發(fā)電機(jī)(DFIG，Doubly-Fed Induction Generator)現(xiàn)已成為風(fēng)電市場(chǎng)的主流機(jī)型，但由于DFIG的控制系統(tǒng)使其機(jī)械功率與電磁功率解耦、轉(zhuǎn)速與電網(wǎng)頻率解耦，從而失去了對(duì)電網(wǎng)頻率的快速有效響應(yīng)，使旋轉(zhuǎn)動(dòng)能中的“隱

2、含慣量”對(duì)整個(gè)電網(wǎng)的慣量幾乎沒有貢獻(xiàn)，因而惡化了電網(wǎng)的頻率調(diào)節(jié)效應(yīng)。當(dāng)電網(wǎng)中的風(fēng)電滲透率不斷增大時(shí)，這些影響也會(huì)越來(lái)越明顯，甚至威脅到整個(gè)系統(tǒng)的正常運(yùn)行。因此，研究風(fēng)電大規(guī)模并網(wǎng)對(duì)系統(tǒng)的頻率特性影響具有重要意義。
　　為了使DFIG響應(yīng)電網(wǎng)的負(fù)荷動(dòng)態(tài)變化，本文從能量的角度出發(fā)，將DFIG與傳統(tǒng)的同步發(fā)電機(jī)作對(duì)比，模擬其功角特性，建立了可響應(yīng)電網(wǎng)功率波動(dòng)的DFIG數(shù)學(xué)模型。考慮在額定風(fēng)速以下時(shí)采用超速法，額定風(fēng)速以上或風(fēng)機(jī)轉(zhuǎn)速達(dá)到最

3、大時(shí)采用變槳距法使DFIG偏離最大功率曲線運(yùn)行，從而儲(chǔ)備功率以提升對(duì)電網(wǎng)的響應(yīng)能力;接著，對(duì)DFIG提供慣性功率支持的機(jī)理進(jìn)行了分析?；贛atlab/Simulink仿真平臺(tái)中的DFIG模型，根據(jù)上述理論建立了附加虛擬慣量的可調(diào)頻風(fēng)機(jī)，并將可調(diào)頻風(fēng)機(jī)接入4機(jī)2區(qū)域的電網(wǎng)模型，驗(yàn)證了DFIG參與調(diào)頻的可行性。
　　本文分析了風(fēng)電場(chǎng)風(fēng)速的實(shí)際狀況，結(jié)合風(fēng)電場(chǎng)中產(chǎn)生的尾流效應(yīng)和時(shí)滯效應(yīng)，運(yùn)用同調(diào)等值法，對(duì)大型風(fēng)電場(chǎng)中不同型號(hào)的DFIG

4、進(jìn)行了區(qū)域劃分，并在Matlab/Simulink仿真平臺(tái)中驗(yàn)證了在不同風(fēng)速情況、故障情況下的等值效果，證實(shí)了本文等值方法的正確性。以云南電網(wǎng)的某個(gè)部分為例，分析了不同風(fēng)速、穩(wěn)態(tài)運(yùn)行及負(fù)荷突變情況下，不同風(fēng)電滲透率對(duì)電網(wǎng)頻率動(dòng)態(tài)的影響。隨著風(fēng)電在電網(wǎng)中滲透率的增大，將部分傳統(tǒng)風(fēng)機(jī)替換為可調(diào)頻風(fēng)機(jī)，給出不同滲透率下保證電網(wǎng)頻率穩(wěn)定所需要的可調(diào)頻風(fēng)機(jī)最小比例。最后，通過(guò)分析可調(diào)頻風(fēng)機(jī)的調(diào)頻能力及風(fēng)能、風(fēng)機(jī)的利用率，得出風(fēng)電場(chǎng)參與調(diào)頻時(shí)應(yīng)盡量