电力系统紧急情况下的风电集群有功功率控制研究

摘要

随着风电技术的快速发展和装机容量的不断增加，规模化风电集群并网将对电力系统的安全、稳定、经济运行产生诸多影响。在此背景下，本文首先以实际风电集群为例进行风速扰动和大干扰下的风电集群特性仿真;在此基础上，通过分析常规火电厂的有功功率紧急控制手段，提出了适用于风电集群有功功率控制手段和风电集群紧急切功率分配算法，并对所提分配算法进行了定量比较;然后研究了包括风电集群、光伏集群和常规电源的风光水火集群有功功率紧急控制策略，进而提出了基于快调序列和切机序列的有功功率切除量分配算法。具体来说，主要工作如下: (1)以实际风电集群为例，对变风速和大扰动下的风电集群特性做了仿真和分析。 (2)分析了风电场紧急功率切除的方式，进而提出了基于切场组合、基于风电场切机、基于切场与场内切机相结合和基于风电场累计有功功率切除量排序的4种不同的紧急切功率分配算法;其次以分配偏差量、风电场切场数等5个指标的加权组合构建综合评价指标以评估各算法的性能;最后以某实际风电集群为例，验证所提算法的有效性。分配结果和综合评价指标值表明4种分配算法都有各自的适用范围，其中基于风电场累计有功功率切除量排序的方法综合指标值最小，适用范围最大。 (3)给出了风光水火集群有功功率紧急控制原则、控制方式及其特性，在假定所有常规机组都是直调机组的条件下，给出基于快调序列（机组快关气门、切机风电场或切机光伏电站）和切机（常规机组切机、风电场切场或光伏电站切站）序列的风光水火集群有功功率的分配方法。其中快调序列和切机序列的确定方法有两种。最后以某实际风光水火集群为例，验证所提算法的有效性。

目录

声明

摘要

第1章 绪论

1．1 选题背景及研究意义

1．2 风电有功功率控制研究现状

1．2．1 风电机组有功功率控制研究现状

1．2．2 风电场有功功率控制研究现状

1．2．3 风电集群有功功率控制研究现状

1．3 本文的主要工作

第2章 基于实际电网的风电集群特性仿真

2．1 基于PSS／E的甘肃电网仿真网络构建

2．1．1 基于PSS／E的甘肃电网稳态仿真系统构建

2．1．2 基于PSS／E的甘肃电网动态仿真系统构建

2．2 变风速情况下的风电集群特性

2．2．1 变风速情况下的风电场特性

2．2．2 变风速情况下的风电集群特性

2．2．3 风电集群对静态电压稳定性的影响

2．3 暂态情况下的风电场特性

2．3．1 故障失稳情况下的风电场特性

2．3．2 故障不失稳情况下的风电场特性

2．4 小结

第3章 电网紧急情况下的风电集群有功功率控制策略

3．1 引言

3．2 风电集群有功功率紧急控制方式选择

3．2．1 常规火电厂有功功率紧急控制

3．2．2 风电集群有功功率紧急控制的特殊性

3．2．3 风电场有功功率控制措施与时间尺度

3．3 风电集群紧急有功切除量分配方法

3．3．1 基于切场组合的风电集群有功功率分配

3．3．2 基于风电场当前出力比例的风电集群有功功率分配

3．3．3 基于切场与场内切机相结合的风电集群有功功率分配

3．3．4 基于风电场累计有功功率切除量排序的风电集群有功功率分配

3．4 分配方法的评价

3．4．1 各种分配方法的单项指标比较

3．4．2 综合评价指标

3．5 算例与分析

3．5．1 仿真算例

3．5．2 结果分析

3．6 小结

第4章 风光水火集群有功功率紧急控制研究

4．1 引言

4．2 风光水火集群有功功率紧急控制原则和控制方式

4．2．1 风光水火集群有功功率紧急控制原则

4．2．2 风光水火集群有功功率紧急控制方式及其特点

4．3 基于快调序列和切机序列的风光水火集群有功功率分配

4．3．1 各类电源的快调序列和切机序列的确定

4．3．2 风光水火集群有功功率分配序列

4．3．3 基于可调容量和调节速度的风光水火集群有功功率分配

4．3．4 基于累计有功功率紧急切除量的风光水火集群有功功率分配方法

4．4 算例与分析

4．4．1 算例系统

4．4．2 仿真算例

4．5 小结

第5章 结论与展望

5．1 结论

5．2 展望

参考文献

攻读硕士学位期间发表的论文及其它成果

攻读硕士学位期间参加的科研工作

致谢