主動(dòng)配網(wǎng)-微網(wǎng)中新能源發(fā)電機(jī)協(xié)調(diào)控制問題研究.pdf

1、為了適應(yīng)社會(huì)發(fā)展的要求，大量新能源發(fā)電機(jī)組并網(wǎng)運(yùn)行已成為新能源發(fā)展的必然趨勢(shì)，高滲透率新能源接入電網(wǎng)已被公認(rèn)為未來智能電網(wǎng)的重要特征之一。然而，由于風(fēng)、光等典型新能源機(jī)組發(fā)電的間歇性和隨機(jī)性，使得新能源機(jī)組一般不具備“電網(wǎng)友好型電源”的特征，從而限制了電網(wǎng)接納新能源的能力。在此背景下，本文主要圍繞主動(dòng)配網(wǎng)以及微網(wǎng)兩種環(huán)境下的高密度新能源機(jī)組協(xié)調(diào)控制問題展開研究，主要完成了以下工作:
　　一、主動(dòng)配網(wǎng)中的高密度新能源機(jī)組協(xié)調(diào)控制問題

2、
　　高密度新能源機(jī)組作為分布式電源接入配電網(wǎng)，促使傳統(tǒng)配網(wǎng)由“無源”的被動(dòng)配網(wǎng)向“有源”的主動(dòng)配網(wǎng)轉(zhuǎn)變。在該環(huán)境下面臨的主要問題是如何實(shí)現(xiàn)海量新能源機(jī)組的功率協(xié)調(diào)控制，同時(shí)避免采用傳統(tǒng)集中控制方式引起的對(duì)通信要求高等缺點(diǎn)。論文針對(duì)主動(dòng)配網(wǎng)環(huán)境下的高密度新能源機(jī)組協(xié)調(diào)控制問題做了以下兩方面工作:
　　1、基于分布式控制思想，提出一種基于網(wǎng)絡(luò)控制的高密度光伏發(fā)電機(jī)的協(xié)調(diào)控制方法。該方法實(shí)現(xiàn)了光伏整體出力的可調(diào)度以及機(jī)群內(nèi)部各臺(tái)

3、機(jī)組出力的公平分配。由于僅僅需要利用本地局部通信網(wǎng)絡(luò)，僅有少數(shù)光伏發(fā)電機(jī)需要與上層協(xié)調(diào)控制器通信，所以避免了集中控制造成的對(duì)通信網(wǎng)絡(luò)要求高的缺點(diǎn)。最后，還給出了保證新能源協(xié)調(diào)控制策略有效性的通信網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)充要條件，驗(yàn)證了控制策略在部分光伏機(jī)組退出或加入運(yùn)行時(shí)的靈活性和自組織性。
　　2、在上述方法的基礎(chǔ)上，基于去中心化思想提出了一種高密度光伏發(fā)電機(jī)協(xié)調(diào)控制策略，不僅避免了計(jì)算光伏總出力時(shí)的全局信息采集，還可以將上層控制功能嵌入到發(fā)電

4、機(jī)自身控制器中，實(shí)現(xiàn)了完全的去中心化。另外，還提出了一種針對(duì)光伏最大發(fā)電功率的估計(jì)方法，避免了通過測(cè)量裝置獲取最大發(fā)電功率造成的復(fù)雜計(jì)算問題。最后，結(jié)合典型配網(wǎng)算例驗(yàn)證了去中心化的控制策略對(duì)于復(fù)雜結(jié)構(gòu)配網(wǎng)的有效性。
　　二、微網(wǎng)中的高密度新能源機(jī)組協(xié)調(diào)控制問題
　　當(dāng)高密度新能源機(jī)組以微網(wǎng)電源的形式存在且微網(wǎng)孤島運(yùn)行時(shí)，由于同步電源的數(shù)量很少，系統(tǒng)的穩(wěn)定性如頻率穩(wěn)定、電壓穩(wěn)定等主要取決于新能源機(jī)組的特性，因此微網(wǎng)中的高密度新

5、能源機(jī)組協(xié)調(diào)控制問題主要表現(xiàn)為，從微網(wǎng)穩(wěn)定性的角度來開展新能源機(jī)組協(xié)調(diào)控制策略研究，通過控制手段使其具有類同步機(jī)特性。論文圍繞這一問題，主要做了以下兩方面工作:
　　1、針對(duì)風(fēng)機(jī)在微電網(wǎng)環(huán)境下調(diào)節(jié)能力不足的問題，提出了一種基于同步控制思想的雙饋風(fēng)機(jī)控制策略，使風(fēng)機(jī)具有類似于同步機(jī)的一次調(diào)頻特性和慣性響應(yīng)特性，在缺乏同步電源的微網(wǎng)環(huán)境下，該控制策略無需測(cè)量外部頻率，可以作為微網(wǎng)可靠的頻率支撐點(diǎn)。另外，該控制策略還具有便于擴(kuò)展功能以及

6、方便與其他同步電源配合等優(yōu)點(diǎn)。最后，相關(guān)的時(shí)域仿真也驗(yàn)證了該控制策略的有效性。
　　2、研究了同步控制策略對(duì)系統(tǒng)小信號(hào)穩(wěn)定的影響，首先以簡單微網(wǎng)系統(tǒng)為研究對(duì)象，分析了應(yīng)用同步控制策略后，多種運(yùn)行工況對(duì)系統(tǒng)小信號(hào)穩(wěn)定的影響。采用特征根分析和參數(shù)靈敏度計(jì)算的方法，確定了對(duì)小信號(hào)穩(wěn)定影響最大的主導(dǎo)特征根及關(guān)鍵控制參數(shù)。在此基礎(chǔ)上，提出了一種考慮小信號(hào)穩(wěn)定的關(guān)鍵控制參數(shù)取值方法，該方法具有計(jì)算簡單，無需隨工況變化而頻繁改變參數(shù)取值等優(yōu)點(diǎn)，