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

1、為了應(yīng)對傳統(tǒng)能源的快速消耗以及日益嚴峻的環(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、運行簡單和投資回收快等突出優(yōu)點，受到了人類社會的廣泛關(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)，但同時也會對電網(wǎng)系統(tǒng)帶來諸多不利影響。本文主要針對雙饋風(fēng)電場對選相元件的影響以及平抑風(fēng)電功率波動的風(fēng)儲協(xié)調(diào)控制算法開展研究，并對風(fēng)燃協(xié)調(diào)優(yōu)化運行策略進行初步的探討。
　　本文首先對雙

2、饋風(fēng)電機組進行研究，從其故障序阻抗特征出發(fā)，理論分析了影響雙饋風(fēng)電場送出線路保護正確選相的原因。推導(dǎo)了故障發(fā)生后雙饋風(fēng)電場投入撬棒保護后的各序阻抗表達式，闡明了雙饋風(fēng)電場的正負序阻抗與等效轉(zhuǎn)速和撬棒阻值都密切相關(guān)，論證了對于雙饋風(fēng)電場，電源正負序阻抗近似相等的假設(shè)不再成立，由此導(dǎo)致風(fēng)電場側(cè)線路保護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)電場聯(lián)絡(luò)線保護的選相元件的推

3、薦方案。最后基于RTDS搭建了仿真模型，對前文的理論分析進行了驗證。隨后對風(fēng)儲聯(lián)合運行系統(tǒng)進行深入分析，提出了一種基于模型預(yù)測控制（MPC，Model Predictive Control）和低通濾波原理（LPF，Low Pass Filter）的實時平抑長短期風(fēng)電功率波動的風(fēng)儲協(xié)調(diào)運行方法。該方法利用風(fēng)電場發(fā)電功率預(yù)測曲線，綜合考慮優(yōu)化時域內(nèi)實際并網(wǎng)功率的平滑效果、儲能充電狀態(tài)、儲能出力以及相關(guān)約束，通過每15min的滾動計算來實現(xiàn)對

4、儲能系統(tǒng)的優(yōu)化控制。然后，建立了模型預(yù)測控制與低通濾波兩種原理的聯(lián)系，推導(dǎo)了對常規(guī)LPF原理進行補償?shù)挠嬎愎剑沟脙δ艹潆娙萘孔兓軌蚋橫PC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，又能在15min~4h的時間尺度上，有效控制儲能充電容量的變化范圍。最后對風(fēng)燃協(xié)調(diào)優(yōu)化控制進行了初步的探討。簡單介紹了燃氣-蒸汽聯(lián)合循環(huán)機組的結(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