风电集群多时间尺度有功功率协调控制策略

【摘要】：风力发电作为技术成熟度最高、应用最广泛的新能源发电方式,近年来得到了长足的发展。在规模风电并网难、消纳难,以及“弃风”问题无法得到有效解决的背景下,建立风电集中预测、控制与调度中心,提高大型风电基地的可观测性与可控性,优化利用风能资源,是风电成为未来电网优质电源的必经之路。因此,本文基于国家高技术研究发展计划(863计划)重大项目“风电场、光伏电站集群控制系统研究与开发”,结合甘肃酒泉地区风电集群运行管理的实际需要,就大规模风电集中并网有功功率协调控制问题展开了研究,具有一定的理论意义和应用价值。论文主要工作如下： (1)研究了计及规模风电的多时间尺度、分层分区相协调的调度策略。分析风电场的有功控制能力及其集中协调控制的必要性与可行性,提出将风电集群作为整体纳入电网一体化分布协调控制,研究规模风电多目标、多层级、多控制对象的有功功率控制。提出一种基于CPS实时指标的风电集群与常规电源的协调互补控制方法,缓解系统调峰压力。 (2)基于分层原则设计了风电集群有功功率控制系统,并给出集群主站与上级调度中心、下级风电场子站／分散接入风电机组之间的标准化通信点表,实现风电集群自下而上的可观测,自上而下的主动控制,为集群的智能调度奠定实施基础。 (3)为充分利用集群内风电场的实时协调能力,实现科学合理的容量分配,建立了一种动态优先排序法与多目标多约束优化算法相结合的风电集群有功功率实时控制模型。提出风电场／分散接入风电机组的动态分类及排序规则,基于优先控制序列和电网调度要求判定风电场实时控制模式；以提升风电的接纳比例、降低集群网损为目标,建立基于超短期风功率预测的有功功率分配模型,优化风电场出力,避免风电机组频繁启停,实现柔性连续控制。通过实际风电集群系统对实时控制策略进行了仿真和测试,验证了该方法的有效性和可行性。 【关键词】：风电集群 有功功率控制 分层原则 优先排序 实时优化
【学位授予单位】：华北电力大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2014
【分类号】：TM614
【目录】：

• 摘要5-6
• Abstract6-9
• 第1章 绪论9-17
• 1.1 研究背景及意义9-11
• 1.2 国内外研究现状11-15
• 1.2.1 风电参与调峰11-12
• 1.2.2 风电参与调频12-13
• 1.2.3 大规模风电基地有功控制研究与应用13-15
• 1.3 论文的主要工作15-17
• 第2章 含规模风电的有功功率多时间尺度分层分区调度策略17-29
• 2.1 引言17-18
• 2.2 风电场的有功控制能力18-20
• 2.3 计及风电集群的有功功率控制体系研究20-25
• 2.3.1 有功功率分层分区控制20-22
• 2.3.2 多时间尺度协调的风电集群有功功率调度22-25
• 2.4 风电集群与常规水火电源的协调互补控制25-28
• 2.5 本章小结28-29
• 第3章 风电集群有功功率控制系统29-35
• 3.1 引言29-30
• 3.2 系统总体结构30-31
• 3.2.1 风电集群控制主站(主站)30-31
• 3.2.2 风电场控制执行站(子站)31
• 3.3 控制接口设计31-34
• 3.4 本章小结34-35
• 第4章 风电集群有功功率实时控制方法35-49
• 4.1 引言35
• 4.2 风电场分类及优先控制序列的确定35-38
• 4.3 有功功率实时控制流程38-40
• 4.3.1 △P(t)>0增出力过程38
• 4.3.2 △P(t)<0降出力过程38-40
• 4.4 集群有功功率优化分配模型40-44
• 4.4.1 基于预测数据的加权分配法41-42
• 4.4.2 基于预测数据的经济优化分配法42-44
• 4.5 算例分析44-48
• 4.5.1 算例模型44-45
• 4.5.2 风电集群有功功率实时控制效果分析45-48
• 4.6 本章小结48-49
• 第5章 结论与展望49-51
• 5.1 结论49-50
• 5.2 展望50-51
• 参考文献51-58
• 攻读硕士学位期间发表的学术论文及其它成果58-59
• 致谢59

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