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

1、為了適應(yīng)社會發(fā)展的要求，大量新能源發(fā)電機組并網(wǎng)運行已成為新能源發(fā)展的必然趨勢，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)、光等典型新能源機組發(fā)電的間歇性和隨機性，使得新能源機組一般不具備“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，本文主要圍繞主動配網(wǎng)以及微網(wǎng)兩種環(huán)境下的高密度新能源機組協(xié)調(diào)控制問題展開研究，主要完成了以下工作:
　　一、主動配網(wǎng)中的高密度新能源機組協(xié)調(diào)控制問題

2、
　　高密度新能源機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”的被動配網(wǎng)向“有源”的主動配網(wǎng)轉(zhuǎn)變。在該環(huán)境下面臨的主要問題是如何實現(xiàn)海量新能源機組的功率協(xié)調(diào)控制，同時避免采用傳統(tǒng)集中控制方式引起的對通信要求高等缺點。論文針對主動配網(wǎng)環(huán)境下的高密度新能源機組協(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)電機的協(xié)調(diào)控制方法。該方法實現(xiàn)了光伏整體出力的可調(diào)度以及機群內(nèi)部各臺

3、機組出力的公平分配。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通信網(wǎng)絡(luò)要求高的缺點。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，驗證了控制策略在部分光伏機組退出或加入運行時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)電機協(xié)調(diào)控制策略，不僅避免了計算光伏總出力時的全局信息采集，還可以將上層控制功能嵌入到發(fā)電

4、機自身控制器中，實現(xiàn)了完全的去中心化。另外，還提出了一種針對光伏最大發(fā)電功率的估計方法，避免了通過測量裝置獲取最大發(fā)電功率造成的復(fù)雜計算問題。最后，結(jié)合典型配網(wǎng)算例驗證了去中心化的控制策略對于復(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組協(xié)調(diào)控制問題
　　當(dāng)高密度新能源機組以微網(wǎng)電源的形式存在且微網(wǎng)孤島運行時，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組的特性，因此微網(wǎng)中的高密度新

5、能源機組協(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特性。論文圍繞這一問題，主要做了以下兩方面工作:
　　1、針對風(fēng)機在微電網(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)機控制策略，使風(fēng)機具有類似于同步機的一次調(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，該控制策略無需測量外部頻率，可以作為微網(wǎng)可靠的頻率支撐點。另外，該控制策略還具有便于擴展功能以及

6、方便與其他同步電源配合等優(yōu)點。最后，相關(guān)的時域仿真也驗證了該控制策略的有效性。
　　2、研究了同步控制策略對系統(tǒng)小信號穩(wěn)定的影響，首先以簡單微網(wǎng)系統(tǒng)為研究對象，分析了應(yīng)用同步控制策略后，多種運行工況對系統(tǒng)小信號穩(wěn)定的影響。采用特征根分析和參數(shù)靈敏度計算的方法，確定了對小信號穩(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穩(wěn)定的關(guān)鍵控制參數(shù)取值方法，該方法具有計算簡單，無需隨工況變化而頻繁改變參數(shù)取值等優(yōu)點，