大规模风电场参与调频的控制策略研究

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1、義，＊ｉｒ，硕士学位论文胃擊ＭＡＳＴＥＲＤＩＳＳＥＲＴＡＴＩＯＮ．咖－塵论文题目：大规模风电场参与调频的控制策略研究学位类别：工程颂士学科专业：电气工程指导老师：王德林副教授国内图书分类号：ＴＭ７３２密级：公开国际图书分类号：６２１．３西南交通大学研究生学位论文大规模风电场参与调频的控制策略研究年级２０１２级姓名李芸申请学位级别工程硕士专业电气工程指导老师王德林副教授二零一五年五月五日ＣｌａｓｓｉｆｉｅｄＩｎｄｅｘ：ＴＭ７３２Ｕ．Ｄ．Ｃ：６２１．３Ｓｏ

2、ｕｔｈｗｅｓｔＪｉａｏｔｏｎＵｎｉｖｅｒｓｉｔｇｙＭａｓｔｅｒＤｅｇｒｅｅＴｈｅｓｉｓＳｔｕｄｏｎ－ＣｏｎｔｒｏｌＳｔｒａｔｅｆｏｒＬａｒｅＳｃａｌｅＷｉｎｄｙｇｙｇＦａｒｍＰａｒｔｉｃｉｐａｔｉｎｇｉｎＰｏｗｅｒＧｒｉｄＦｒｅｑｕｅｎｃｙＲｅｕｌａｔｉｏｎｇＧｒａｄｅ：２０１２Ｃａｎｄｉｄａｔｅ：ＬｉＹｕｎＡｃａｄｅｍｉｃＤｅｒｅｅＡｌｉｅｄｆｏｒ；ＭａｓｔｅｒｇｐｐＳｐｅｃｉａｌｉｔｙ：ｅｌｅｃｔｒｉｃａｌｅｎｇｉｎｅｅｒｉｎｇＳｕｅｒｖｉｓｏｒ：Ｐｒｏｆ．ＷａｎＤｅｌｉｎ

3、ｐｇＭａｒ．５２０１５，西南交通大学学位论文版权使用授权书本学位论文作者完全了解学校有关保留、使用学位论文的规定，同意学校保留并向国家有关部门或机构送交论文的复印件和电子版，允许论文被查阅和借阅。本人授权西南交通大学可以将本论文的全部或部分内容编入有关数据库进行检索，可以采用影印、缩印或扫描等复印手段保存和汇编本学位论文。本学位论文属于１．保密□，在年解密后适用本授权书；２．不保密“使用本授权书。“＂（请在以上方框内打＞／）学位论文作者签《：秀飞鮮細齡：、“－Ｘ、曰期：？日期：、西南交通大学硕士学位论文主要工作（

4、贡献）声明本人在学位论文中所做的主要工作或贡献如下：１．从能量的角度出发，将ＤＦＩＧ与传统的同步发电机作对比，模拟其功角特性，建立了可响应电网功率波动的ＤＦＩＧ数学模型；２．基于Ｍａｔｌａｂ／Ｓｉｍｕｌｉｎｋ仿ＤＦＩＧ模型立了附加虚拟惯量的可调频真平台中的，建风机，并将可调频风机接入４机２区域的电网模型，研究了ＤＦＩＧ参与调频的可行性；３．结合风电场中风速产生的尾流效应和时滞效应，运用同调等值法，对大型风电场中不同型号的双馈风力发电机一（ＤＦＩＧ）进行了区域划分，将同区域的风电机等值为一ａａｂｕｎｋ台风电机，并在Ｍｔｌ／Ｓｉｍｌｉ仿真平

5、台中验证了在不同风速、故障情况下的等值效果；４．以云南电网的、某部分为例，分析了不同风速稳态运行及负荷突变情况下，不同风电渗透率对电网频率动态的影响。随着风电在电网中渗透率的增大，将部分传统风机替换为可调频风机，给出不同渗透率下保证电网频率稳定所需可调频凤机的最小比例；．通过分析可调频风机的调频能力及风能、风机的利用率５，得出风电场参与调频时应尽量保证靠近额定风速下的机组优先参与调频，从而使风电场的调频效率及经济性达到最优。：所呈交的学位论文本人郑重声明，是在导师指导下独立进行研究工作所得的成果。除文中已经注明引用的内容外，本论文

6、不包含任何其他个人或集体已经发表或撰写过的研究成果。对本文的研究做出贡献的个人和集体，均已在文中作了明确说明。一切法律责任将由本人承担本人完全了解违反上述声明所引起的。学位论文作者签名：；日期：西南交通大学硕士研究生学位论文第Ｉ页摘要近年来，随着全球风电技术的迅速发展，我国局部地区电网的风电渗透率已经超过了２０％。风电固有的随机性、间歇性和波动性的特点使得大容量风电场对电网的动态稳定（ＤＦＩＧ，、调频调压等方面都产生了不利影响。变速恒频双馈异步风力发电机－ＤＦＤｏｕｂｌｙＦｅｄＩｎｄｕｃｔｉｏｎＧｅｎｅｒａｔｏｒ）现已

7、成为风电市场的主流机型，但由于ＩＧ的控制系统使其机械功率与电磁功率解稱、转速与电网频率解親，从而失去了对电网频率的“”，快速有效响应，使旋转动能中的隐含惯量对整个电网的惯量几乎没有贡献因而恶化了电网的频率调节效应，这些影响也会越来越。当电网中的风电渗透率不断增大时明显，甚至威胁到整个系统的正常运行。因此，研究风电大规模并网对系统的频率特性影响具有重要意义。为了使ＤＦＩＧ响应电网的负荷动态变化，本文从能量的角度出发，将ＤＦＩＧ与传统的同步发电机作对比，模拟其功角特性，建立了可响应电网功率波动的ＤＦＩＧ数学模型