風電場有功功率控制系統(tǒng)關鍵技術研究.pdf

1、風力發(fā)電作為最主要的清潔能源利用形式之一，得到了快速的發(fā)展。風電機組的裝機容量越來越大，占電網的比重也越來越高。長期來看，實現風電場的可控運行，將風電場納入電網的調度體系，是大型風電場安全并網運行的發(fā)展趨勢。因此，風電場的有功功率控制已成為風電場并網發(fā)電迫切需要解決的關鍵問題。本文主要從風電場有功功率控制策略、風電場有功功率控制在風電場以及風電機組中的實現、風電場有功功率控制下的風電機組控制算法及穩(wěn)定性等方面展開研究工作。本文所取得的創(chuàng)

2、新性成果如下：
　　1.為了抑制風電接入電網產生全場出力的波動，本文提出了一種基于風電機組有功功率超短期預測的風電場有功功率優(yōu)化控制策略。該優(yōu)化控制策略的研究工作主要包括：分析了風電接入電網后風電機組以及風電場與電網調度之間的關系，提出了一種基于時間尺度可變的風電場有功功率超短期預測方法，并將該方法應用于風電場有功功率控制策略中，從而實現風電場有功功率控制下的風電機組期望功率校準的目的，提高了風電場有功功率的控制精度；在有功功率分

3、配策略中，采用以最少的風電機組停機為目標的優(yōu)化降功率控制策略和以最少啟動機組和最多啟動機組為目標的優(yōu)化升功率控制策略，實現了考慮風電場不同需求情況下風電機組功率的優(yōu)化分配。
　　2.本文研究了一種基于WiMAX的風電場通信網絡架構和一種基于智能多代理的風力發(fā)電機組控制策略，該控制策略的主要研究工作為：采用基于WiMAX的風電場通信網絡架構，并且根據風電場中需要傳輸和通信數據的特點及重要性制定不同的傳輸層和應用層協議，從而達到風電場

4、數據可靠、高效傳輸的目的；在風電機組中采用基于智能多代理的控制策略，以此來保證風電場有功功率控制在風電機組中的穩(wěn)定性與可靠性。以上策略使得風電場側的有功功率分配結果能夠穩(wěn)定、可靠的下傳到風電場各風電機組，并且可以保證風電機組在復雜的控制任務下仍能順利完成風電場有功功率控制系統(tǒng)分配的控制任務。
　　3.考慮到風電機組在風電場有功功率控制下需穩(wěn)定運行的特點，本文針對風電機組在不同工況下的運行特性，提出了一種風力發(fā)電機組全局轉速控制和負

5、載轉矩優(yōu)化控制策略。該控制策略保證了風電機組在不同工況下的轉速控制精度以及對應轉速下的優(yōu)化負載轉矩輸出，從而實現了風電機組在有功功率控制系統(tǒng)中的穩(wěn)定、優(yōu)化控制。此外，針對風力發(fā)電機在低速狀態(tài)存在的嚴重的混沌屬性，本文研究了針對風力發(fā)電機動態(tài)特性的自適應Backstepping控制算法。
　　4.針對第3點提出的風電機組控制策略，本文研究了一種用于風力發(fā)電機組控制器的穩(wěn)定性分析方法。
　　基于以上的研究工作，本文設計了風電場有