风电场有功功率优化控制研究

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1、分类号TM614密级UDC编号上海电机学院硕士学位论文风电场有功功率优化控制研究STUDYONOPTIMIZATIONCONTROLOFACTIVEPOWERINWINDFARMS硕士研究生李林学号126001010111校内导师张延迟副教授企业导师杨宏坤高级工程师工程领域电气工程申请学位工程硕士所在单位电气学院答辩日期2015年01月19日授予学位单位上海电机学院上海电机学院学位论文原创性声明本人郑重声明：所呈交的学位论文《风电场有功功率优化控制研究》，是本人在导师的指导下，独立进行研究工作所取得的成果。除文中已经注明引用的内容外，本论文不包含任何其他个人或集体已经发表或

2、撰写过的作品成果。对本文的研究做出重要贡献的个人和集体，均已在文中以明确方式标明。本人完全意识到本声明的法律结果由本人承担。学位论文作者签名：日期：年月日上海电机学院硕士学位论文风电场有功功率优化控制研究摘要本文以双馈风力发电机组为对象，对风电场有功功率优化控制方法进行研究。以减小机组运行中的疲劳，同时使风电场能在一定程度上响应系统频率变化为目的，重点对风电场有功功率调度策略及风电场参与系统调频方法进行研究，具有重要的理论意义和工程实用价值。论文完成的主要工作如下：(1)根据双馈风力发电机组的结构及其基本工作原理，建立了相应的数学模型，并采用MATLAB仿真软件完成了机组各

3、模型的搭建，包括风速模型、风力机模型、发电机模型、变流器及控制器模型等,为后续仿真研究工作奠定了基础。(2)建立了简单的载荷数学模型，并对2MW双馈风电机组进行仿真，借助雨流循环计数法分析机组疲劳程度与运行参考功率的关系，得到了机组疲劳程度对应不同风速下与运行参考功率的变化规律，为本文所提调度方法提供了依据。(3)根据机组疲劳程度与运行参考功率的变化关系，提出了一种考虑机组疲劳的风电场有功功率调度策略，并依据某实际风电场配置情况，搭建了对应的风电场并网系统，对所提调度策略及平均分配策略进行对比仿真，验证了所提调度策略的有效性和可行性。(4)在所提风电场有功调度策略的的基础上

4、，针对双馈风电机组不能响应系统频率变化的问题，在机组原有有功控制系统中分别嵌入惯性控制环、桨距角控制环、转速控制环等作为频率响应模块。通过仿真，验证了风电场参与系统调频的可行性，并分析了不同频率控制方法的优缺点，提出了相应的控制策略。I上海电机学院硕士学位论文关键词：双馈风力发电机组、载荷疲劳、参考功率、有功调度、频率调节II上海电机学院硕士学位论文STUDYONOPTIMIZATIONCONTROLOFACTIVEPOWERINWINDFARMSABSTRACTThispaperconductsastudyonwindfarmactiveoptimalcontrolmet

5、hodonthebasisofdoubly-fedwindturbine,inordertoreducethefatigueofturbineandmakethewindfarmcanrespondtochangesinsystemfrequencytoacertainextent,itpaysmoreattentiontotheresearchontheactivepowerdispatchstrategiesandthefrequencycontrolmethodsofwindfarms,whichhasimportanttheoreticalsignificancea

6、ndpracticalvalue.Themainworkiscompletedasfollows:(1)Accordingtothestructureandbasicworkingprincipleofdoubly-fedwindturbine,theestablishmentofamathematicalmodelandusingMATLABsimulationsoftwaretocompletethebuildingofeachmodel,includingwindspeedmodel,windturbinemodel,generatormodel,convertera

7、ndthecontrollermodel,whichLaidthefoundationforthesubsequentsimulationstudy.(2)Establishedasimplemathematicalmodeloftheload,andsimulatedwitha2MWdoubly-fedwindturbine,withrain-flowcyclecountingmethodanalyzedtherelationshipbetweenthefatigueagingrateandthereferenc