高風電滲透率區(qū)域電網火電機組調頻能力研究.pdf

1、在我國大力推進特高壓工程建設的背景下，通過特高壓網絡輸送風電已成為未來風電的發(fā)展趨勢。然而，由于風速的不確定性，風力發(fā)電存在著一定程度的不可預知性。將風電作為主要電源大規(guī)模的接入電網，會給目前電網的運行狀態(tài)造成一定的影響，電網的安全穩(wěn)定運行可能無法得到保證。制約風電大規(guī)模消納的原因可從多個角度進行分析，本文從電網頻率穩(wěn)定的角度，通過風電功率不確定性波動的分析，深入研究其對電網頻率的影響；以頻率穩(wěn)定為約束條件，給出了提高風電消納規(guī)模的有效

2、方法。
　　首先，本文對風電場的歷史數據進行分析，定義了用于描述風電功率波動的指標：波動強度和變動強度。采用小波分解和最小二乘擬合得到了風電功率的波動強度和變動強度的三參數冪律模型。在此冪律模型中，給出了風電功率的瞬時波動量與風電功率15min平穩(wěn)分量間的函數關系，基于此模型，可以實現(xiàn)對風電功率瞬時波動量的實時估計，為分析風電功率波動對電網頻率穩(wěn)定的影響提供基礎。
　　為了進一步評價風電功率波動給電網頻率帶來的影響，采用隨機

3、過程的相關理論，定義了計及風電功率波動的電網調頻能力(Frequency Regulation Ability)并給出了其量化計算方法。結合兩區(qū)域系統(tǒng)模型，計算了系統(tǒng)在不同機組運行條件下的調頻能力，給出了各因素對FRA的量化影響程度。在不影響系統(tǒng)整體運行的前提下，探究了FRA在電力系統(tǒng)中的應用方法，提出了基于FRA的系統(tǒng)內調頻資源調配方法，通過仿真分析驗證了該方法的有效性。
　　最后結合本文得到的風電功率波動特性，分別從一次調頻和

4、二次調頻角度，研究可用于提高電網調頻性能的方法。對于一次調頻，采用動態(tài)一次調頻的控制策略來提高其對低頻擾動的響應能力；對于二次調頻，將風電場出力的實測值引入AGC的前饋控制中，減小了因AGC機組調節(jié)速率不足造成的調頻性能減小的問題，提高了電網的二次調頻能力。通過時域仿真，驗證了上述兩種控制策略的有效性。
　　本文的工作得到國家重點基礎研究發(fā)展計劃(973計劃)(2012CB215201)、國家自然科學基金項目(51107014)以