主動配網-微網中新能源發(fā)電機協(xié)調控制問題研究.pdf

1、為了適應社會發(fā)展的要求，大量新能源發(fā)電機組并網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已被公認為未來智能電網的重要特征之一。然而，由于風、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“電網友好型電源”的特征，從而限制了電網接納新能源的能力。在此背景下，本文主要圍繞主動配網以及微網兩種環(huán)境下的高密度新能源機組協(xié)調控制問題展開研究，主要完成了以下工作:
　　一、主動配網中的高密度新能源機組協(xié)調控制問題

2、
　　高密度新能源機組作為分布式電源接入配電網，促使傳統(tǒng)配網由“無源”的被動配網向“有源”的主動配網轉變。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。論文針對主動配網環(huán)境下的高密度新能源機組協(xié)調控制問題做了以下兩方面工作:
　　1、基于分布式控制思想，提出一種基于網絡控制的高密度光伏發(fā)電機的協(xié)調控制方法。該方法實現(xiàn)了光伏整體出力的可調度以及機群內部各臺

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絡，僅有少數(shù)光伏發(fā)電機需要與上層協(xié)調控制器通信，所以避免了集中控制造成的對通信網絡要求高的缺點。最后，還給出了保證新能源協(xié)調控制策略有效性的通信網絡結構充要條件，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)電功率造成的復雜計算問題。最后，結合典型配網算例驗證了去中心化的控制策略對于復雜結構配網的有效性。
　　二、微網中的高密度新能源機組協(xié)調控制問題
　　當高密度新能源機組以微網電源的形式存在且微網孤島運行時，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，因此微網中的高密度新

5、能源機組協(xié)調控制問題主要表現(xiàn)為，從微網穩(wěn)定性的角度來開展新能源機組協(xié)調控制策略研究，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、針對風機在微電網環(huán)境下調節(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機控制策略，使風機具有類似于同步機的一次調頻特性和慣性響應特性，在缺乏同步電源的微網環(huán)境下，該控制策略無需測量外部頻率，可以作為微網可靠的頻率支撐點。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，首先以簡單微網系統(tǒng)為研究對象，分析了應用同步控制策略后，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)定影響最大的主導特征根及關鍵控制參數(shù)。在此基礎上，提出了一種考慮小信號穩(wěn)定的關鍵控制參數(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，