大規(guī)模風(fēng)電參與電力系統(tǒng)頻率控制的策略研究.pdf

1、風(fēng)電功率的波動性以及風(fēng)電機(jī)組不能參與頻率控制，導(dǎo)致大規(guī)模風(fēng)電并網(wǎng)后電力系統(tǒng)的頻率穩(wěn)定性變差。隨著風(fēng)電并網(wǎng)容量越來越高，電力系統(tǒng)調(diào)頻能力的充裕性越來越低，研究大規(guī)模風(fēng)電參與電力系統(tǒng)頻率控制的策略具有重要意義。
　　本文首先對雙饋感應(yīng)風(fēng)電機(jī)組(DFIG)的運(yùn)行特性和電力系統(tǒng)的頻率響應(yīng)特性進(jìn)行研究，根據(jù)單機(jī)系統(tǒng)的頻率響應(yīng)動態(tài)曲線，從理論的角度對DFIG并網(wǎng)后對頻率的影響進(jìn)行分析，得出含風(fēng)電的電力系統(tǒng)的等效慣性系數(shù)和單位調(diào)節(jié)功率較低，這兩

2、個(gè)參數(shù)分別導(dǎo)致了頻率波動的初始變化率和穩(wěn)態(tài)頻率偏差較大。然后以浙江省電網(wǎng)接入風(fēng)電為算例，仿真結(jié)果也驗(yàn)證了這一理論分析結(jié)論，而且隨著風(fēng)電滲透率的提高，頻率穩(wěn)定性越差。
　　依據(jù)電力系統(tǒng)頻率響應(yīng)過程的分析，本文提出模擬常規(guī)同步發(fā)電機(jī)組調(diào)頻特性的風(fēng)電機(jī)組頻率控制策略，通過虛擬慣量控制方法實(shí)現(xiàn)模擬慣性響應(yīng)的過程，通過下垂控制方法實(shí)現(xiàn)一次調(diào)頻響應(yīng)過程。為了使DFIG具有穩(wěn)定的調(diào)頻能力，通過超速控制和槳距角控制實(shí)現(xiàn)DFIG的減載運(yùn)行。依據(jù)不同

3、風(fēng)速下DFIG的運(yùn)行特性，將調(diào)頻控制運(yùn)行劃分成三個(gè)風(fēng)速區(qū)間，不同風(fēng)速區(qū)間采用不同的調(diào)頻控制策略，使DFIG的頻率控制策略具有風(fēng)速適應(yīng)性。并且通過仿真驗(yàn)證了不同風(fēng)速下的調(diào)頻控制的有效性，仿真結(jié)果還顯示隨著風(fēng)速的增大，風(fēng)電機(jī)組的調(diào)頻能力有所提高。
　　考慮到風(fēng)電場的尾流效應(yīng)對風(fēng)電場內(nèi)風(fēng)電機(jī)組運(yùn)行工況的影響，本文還研究了計(jì)及尾流效應(yīng)的風(fēng)電場等值模型?？紤]到風(fēng)速的隨機(jī)性，對于給定的風(fēng)電場預(yù)測的平均風(fēng)速，實(shí)際運(yùn)行中風(fēng)電機(jī)組可能并沒有運(yùn)行在其