大規(guī)模風電場參與調頻的控制策略研究.pdf

1、近年來，隨著全球風電技術的迅速發(fā)展，我國局部地區(qū)電網(wǎng)的風電滲透率已經(jīng)超過了20％。風電固有的隨機性、間歇性和波動性的特點使得大容量風電場對電網(wǎng)的動態(tài)穩(wěn)定、調頻調壓等方面都產(chǎn)生了不利影響。變速恒頻雙饋異步風力發(fā)電機(DFIG，Doubly-Fed Induction Generator)現(xiàn)已成為風電市場的主流機型，但由于DFIG的控制系統(tǒng)使其機械功率與電磁功率解耦、轉速與電網(wǎng)頻率解耦，從而失去了對電網(wǎng)頻率的快速有效響應，使旋轉動能中的“隱

2、含慣量”對整個電網(wǎng)的慣量幾乎沒有貢獻，因而惡化了電網(wǎng)的頻率調節(jié)效應。當電網(wǎng)中的風電滲透率不斷增大時，這些影響也會越來越明顯，甚至威脅到整個系統(tǒng)的正常運行。因此，研究風電大規(guī)模并網(wǎng)對系統(tǒng)的頻率特性影響具有重要意義。
　　為了使DFIG響應電網(wǎng)的負荷動態(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)電機作對比，模擬其功角特性，建立了可響應電網(wǎng)功率波動的DFIG數(shù)學模型?？紤]在額定風速以下時采用超速法，額定風速以上或風機轉速達到最

3、大時采用變槳距法使DFIG偏離最大功率曲線運行，從而儲備功率以提升對電網(wǎng)的響應能力;接著，對DFIG提供慣性功率支持的機理進行了分析?；贛atlab/Simulink仿真平臺中的DFIG模型，根據(jù)上述理論建立了附加虛擬慣量的可調頻風機，并將可調頻風機接入4機2區(qū)域的電網(wǎng)模型，驗證了DFIG參與調頻的可行性。
　　本文分析了風電場風速的實際狀況，結合風電場中產(chǎn)生的尾流效應和時滯效應，運用同調等值法，對大型風電場中不同型號的DFIG

4、進行了區(qū)域劃分，并在Matlab/Simulink仿真平臺中驗證了在不同風速情況、故障情況下的等值效果，證實了本文等值方法的正確性。以云南電網(wǎng)的某個部分為例，分析了不同風速、穩(wěn)態(tài)運行及負荷突變情況下，不同風電滲透率對電網(wǎng)頻率動態(tài)的影響。隨著風電在電網(wǎng)中滲透率的增大，將部分傳統(tǒng)風機替換為可調頻風機，給出不同滲透率下保證電網(wǎng)頻率穩(wěn)定所需要的可調頻風機最小比例。最后，通過分析可調頻風機的調頻能力及風能、風機的利用率，得出風電場參與調頻時應盡量