大规模间歇式能源有功自动调度及控制系统的设计与实施

摘要

随着经济的持续发展，人类社会对能源的需求越来越大。为应对能源危机及全球气候变暖，在世界范围内，各国已广泛开发利用风力发电、光伏太阳能发电等间歇式能源发电。至2020年，我国对风力发电、光伏太阳能发电的规划为在西北、东北、华北及东部沿海等地区建成8个千万千瓦级大型风电基地，同时在其中部分地区建设百万千瓦级大型光伏发电基地。我国间歇性能源发展整体呈现出大规模开发、远距离传输、高电压集中并网为主的特点。由于风电、光电等间歇式能源具有随机性、波动性和间歇性，一个地区大规模风电、光伏电站的集中并网，给当地的电力系统的调度、运行以及控制带来许多困难。
　　本文通过调查分析风电、光电有功调度及控制的现状，研究大规模风电、光电集中接入电力系统后，电网有功调度及控制存在的困难及问题，同时结合国内外间歇式能源有功调度、控制的经验及我国间歇式能源发展规划和趋势，分析了大规模风电、光电实际运行的出力特征，提出了大规模间歇式能源有功自动调度及控制的方案。首先，概括了间歇式能源出力特征;论述了间歇式能源调度运行的现状及大规模集中并网的一些问题;分析了国内外风电、光电有功功率调度及控制的现状及经验。其次，通过分析研究，提出了两种有功功率调度运行的控制思路，分别为最大出力控制模式和出力跟踪模式。为实现这两种控制思路，根据通信通道、设备资源等条件，设计整个系统的架构，保证系统的可靠性和可行性，同时还考虑了系统的可扩展性。之后，提出了有功自动调度及控制系统的整体控制策略，详细论述了场站间协调控制策略、区域间协调控制策略、风光联合控制策略及风光火联合控制策略。该系统的核心是有功控制策略，该控制系统既要保证电力系统的安全稳定运行，同时又要最大限度的提高电网对间歇式能源的接纳能力，使歇式电源的发电量最大、最优，以达到充分利用可再生能源的目标。为实现对整个系统进行实时监控的功能，以及为智能协调控制策略提供运行平台，设计开发了调度端监控软件。调度端监控平台设计开发了各功能模块，具有多源数据处理、人机界面、统计分析等特色功能。根据系统的功能要求和风电、光电的实际运行特点，基于电网安全稳定控制平台研究开发了有功功率调节控制装置。该装置可实现按照调度下发的发电计划自动或人工调整场站出力，超计划切机，加出力申请等功能，满足风电场、光伏电站生产，控制有功等需求。最后，该系统的研究、设计与实施，为大规模新能源基地跨越性发展提供了技术支撑，促进了大规模新能源基地持续稳定健康发展，带来了经验及效益。总结了下一步需要进行研究的问题。

目录

声明

摘要

第一章 绪论

1．1 课题研究背景

1．2 课题目的和意义

1．3 课题研究现状

1．4 本文主要工作

1．5 本文主要结构

1．6 本章小结

第二章 系统配置方案及设计原则

2．1 电网背景介绍

2．2 控制思路

2．3 配置及方案

2．4 组成及功能

2．5 设计原则及目标

2．6 本章小结

第三章 调度运行控制策略

3．1 整体控制策略

3．2 场站间协调控制策略

3．3 区域间协调控制策略

3．4 风光联合控制策略

3．5 风光火联合控制策略

3．6 本章小结

第四章 调度端监控操作平台

4．1．主要功能介绍

4．2 主要特点

4．3 本章小结

第五章 有功功率调节控制装置

5．1 装置硬件结构

5．2 装置软件设计

5．3 软硬件特点

5．4 本章小结

第六章 结论和展望

6．1 论文研究工作和结论

6．2 下一步展望

致谢

参考文献