大型風(fēng)電場(chǎng)接入中保護(hù)與協(xié)調(diào)控制問題的研究.pdf

1、為了應(yīng)對(duì)傳統(tǒng)能源的快速消耗以及日益嚴(yán)峻的環(huán)境問題，綠色可再生能源在世界范圍內(nèi)得到了迅猛的發(fā)展。風(fēng)力發(fā)電由于具有無污染、可再生、資源豐富、運(yùn)行簡(jiǎn)單和投資回收快等突出優(yōu)點(diǎn)，受到了人類社會(huì)的廣泛關(guān)注。然而，風(fēng)電的大規(guī)模接入雖然可以改善目前并不合理的能源結(jié)構(gòu)，但同時(shí)也會(huì)對(duì)電網(wǎng)系統(tǒng)帶來諸多不利影響。本文主要針對(duì)雙饋風(fēng)電場(chǎng)對(duì)選相元件的影響以及平抑風(fēng)電功率波動(dòng)的風(fēng)儲(chǔ)協(xié)調(diào)控制算法開展研究，并對(duì)風(fēng)燃協(xié)調(diào)優(yōu)化運(yùn)行策略進(jìn)行初步的探討。
　　本文首先對(duì)雙

2、饋風(fēng)電機(jī)組進(jìn)行研究，從其故障序阻抗特征出發(fā)，理論分析了影響雙饋風(fēng)電場(chǎng)送出線路保護(hù)正確選相的原因。推導(dǎo)了故障發(fā)生后雙饋風(fēng)電場(chǎng)投入撬棒保護(hù)后的各序阻抗表達(dá)式，闡明了雙饋風(fēng)電場(chǎng)的正負(fù)序阻抗與等效轉(zhuǎn)速和撬棒阻值都密切相關(guān)，論證了對(duì)于雙饋風(fēng)電場(chǎng)，電源正負(fù)序阻抗近似相等的假設(shè)不再成立，由此導(dǎo)致風(fēng)電場(chǎng)側(cè)線路保護(hù)處各序電流分配系數(shù)也存在很大差異。在此基礎(chǔ)上，揭示了相間電流突變量和序分量方法不能正確選相的原因，給出了適合雙饋風(fēng)電場(chǎng)聯(lián)絡(luò)線保護(hù)的選相元件的推

3、薦方案。最后基于RTDS搭建了仿真模型，對(duì)前文的理論分析進(jìn)行了驗(yàn)證。隨后對(duì)風(fēng)儲(chǔ)聯(lián)合運(yùn)行系統(tǒng)進(jìn)行深入分析，提出了一種基于模型預(yù)測(cè)控制（MPC，Model Predictive Control）和低通濾波原理（LPF，Low Pass Filter）的實(shí)時(shí)平抑長(zhǎng)短期風(fēng)電功率波動(dòng)的風(fēng)儲(chǔ)協(xié)調(diào)運(yùn)行方法。該方法利用風(fēng)電場(chǎng)發(fā)電功率預(yù)測(cè)曲線，綜合考慮優(yōu)化時(shí)域內(nèi)實(shí)際并網(wǎng)功率的平滑效果、儲(chǔ)能充電狀態(tài)、儲(chǔ)能出力以及相關(guān)約束，通過每15min的滾動(dòng)計(jì)算來實(shí)現(xiàn)對(duì)

4、儲(chǔ)能系統(tǒng)的優(yōu)化控制。然后，建立了模型預(yù)測(cè)控制與低通濾波兩種原理的聯(lián)系，推導(dǎo)了對(duì)常規(guī)LPF原理進(jìn)行補(bǔ)償?shù)挠?jì)算公式，使得儲(chǔ)能充電容量變化能夠跟蹤MPC設(shè)定的優(yōu)化軌跡。算例分析表明，新方法既能夠有效平抑1min和10min的短期風(fēng)電功率波動(dòng)，又能在15min~4h的時(shí)間尺度上，有效控制儲(chǔ)能充電容量的變化范圍。最后對(duì)風(fēng)燃協(xié)調(diào)優(yōu)化控制進(jìn)行了初步的探討。簡(jiǎn)單介紹了燃?xì)?蒸汽聯(lián)合循環(huán)機(jī)組的結(jié)構(gòu)和工作原理，然后提出了一種基于混合整數(shù)規(guī)劃的風(fēng)燃協(xié)調(diào)控制方