大规模风电爬坡风机功率有限度控制研究

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毕业论文范文题目： 大规模风电爬坡风机功率有限度控制研究，论文范文关键词： 大规模风电爬坡风机功率有限度控制研究
大规模风电爬坡风机功率有限度控制研究毕业论文范文介绍开始：
　　大规模风电爬坡风机功率有限度控制研究，硕士学位论文，共70页。
　　摘要
　　随着大规模高集中度风电并网,风电的规模效益日益显现,大量的风电替代常规能源,降低了电网对常规化石能源的需求,使得电网向着绿色低碳电网的方向又迈进了一步。但大规模高集中的风电接入,也对电网的正常运行带来了风险。
　　潜在的风电爬坡事件会造成电网供电不平衡,对电网造成较大冲击,甚至造成停电事故,为应对爬坡事件,常规机组的控制负担增大。为降低常规机组应对风电爬坡事件的压力,研究风电爬坡的有限度控制策略变得日益迫切。
　　结合国家重点基础研究发展计划(973计划)项目《大规模风力发电并网基础科学问题研宄》的研宄需求,在综述了国内外相关研宄的基础上,本文从风机爬坡功率有限度控制、高风速下考虑风机切机过程的风电有限度控制以及储能对风机出力特性的影响等方面展研究,提高风电的控制性能,改善风电的输出特性,尤其是风电的爬坡特性,以降低风电接入对电网的冲击,提高风电并网的友
　　好性。开展的主要工作和取得的主要成果如下:
　　第一、分析了风电爬坡事件发生的机理和风电爬坡特性,以及风机本身的功率控制对爬坡特性的影响。在现有风机平滑控制的基础上,提出一种风机爬坡功率的有限度控制策略。该策略引入预测控制理论,通过预测一在线优化一反馈控制三个模块的配合,优化风机参考功率,使风机有效跟踪参考功率,保证风机功率平稳变化。在线优化模块建立了爬坡率和弃风量最小的优化模型,反馈控制模块制定了具体的变速变桨距协调控制方法。仿真结果表明,该控制策略实现了平滑风机出力、增大风机发电量以及改善转速特性的目标。
　　第二、详细阐述了风机高风速下的切机过程,以及其对风电场出力特性的影响,提出了两种基于预测的确定风机切机窗口时间的方案;提出了高风速下考虑风机切机过程的风机有限度控制策略,该控制策略通过风机高风速预警模块、超短期预测模块、切机窗口时间确定模块以及降出力优化模块的协调配合,优化风机在高风速下的切机过程。降出力优化模块以二次规划算法为核心,实现风机爬坡率最小和弃风量最小的优化效果。仿真结果表明,相比降出力过程未经优化的风机构成的风电场,降出力优化后的风机构成的风电场,其爬坡率显著降低。另外,大规模高风险风电爬坡事件主要发生在极端天气条件下,此时风机发生故障的可能性大大提高,在优化风电场出力时,需要考虑风机故障对最终出力的影响。提出了一种考虑风机切机过程和故障率的风电场有限度控制策略,通过合理考虑风机的故障率,确定风电场的出力边界,从而提高风电场出力参考指令的可执行度。
　　第三、风速的随机波动导致风机的输出功率随之波动,为降低风机出力的波动,提出了一种考虑电池储能的双馈风力发电机控制策略。该控制策略在风机直流侧引入储能装置,既发挥电池储能装置的功率补偿作用,又能发挥电池储能的良好动态特性,在提高双馈风力发电机系统电压稳定性的基础上,改善风机的输出功率,提高风机出力的可控性。
　　关键词:风电爬坡、爬坡功率、髙风速、切机过程、有限度控制、储能
　　
　　第1章绪论
　　1.1研究背景与意义
　　随着我国社会经济的持续快速稳步发展,面临的资源和环境压力不断加剧,对可持续发展的需求日益迫切[1-3]。风电作为一种资源潜力大、清洁无污染、技术基本成熟的可再生能源,日益受到世界各国的重视,并己在全球大规模开发利用,风力发电技术也在世界范围内推广应用。我国风能资源非常丰富,根据“建设大基地,融入大电网”的发展思路,我国正在规划建设九大千万千瓦级风电基地,有序推进甘肃酒泉、内蒙古蒙东和蒙西、河北、吉林、黑龙江、山东、新疆哈密、江苏等风电基地的建设[44。2012年6月,我国风电并网装机容量己达5258万kW,已经取代美国成为当今世界头号的风电大国。截止到2013年12月底,全国风电累计装机容量己经达到13425万kW,其中并网风电装机容量己达7758万kW,正在建设的风电装机容量为5667万kW,并网风机装机容量占已经核准的装机容量的58%。2013年我国风电上网电量高达1371亿kWh,同比增长36%。根据我国风电发展的中长期规划《中国风电发展路线图2050》,2020年,风电累计装机将突破2亿kW,风电在电源结构中将具有较大的比重,占电力系统总装机容量的11%,风电电量能够满足5%的电力需求;2030年和2050年将分别达到4亿kW和10亿kW,届时将能够分别满足8%和17%左右的电力需求,风电对常规化石能源的替代作用将更加凸显。
　　我国风电发展所采用的模式主要是集中接入的方式,这种方式带来的好处是能够合理配置电网,减少电网的重复建设,统一调度风电,优化资源配置,同时通过地理平滑效应,降低风场或风电场群的输出波动,一定程度上降低风力发电的随机性和不确定性,并有利于集中通过风火水打捆的形式集中送到东部负荷中心。但是这种风电接入模式带来的问题也很突出,风电的集中接入,尤其是高集中度的接入方式需要电网足够强壮,以应对风功率的波动对电网的冲击,同时风电的集中接入也带来了潜在的爬坡风险。
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以上为本篇毕业论文范文 大规模风电爬坡风机功率有限度控制研究的介绍部分。

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