【摘 要】
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开发利用可再生能源发电技术是解决当下环境问题,改善系统能源结构的重要途径,在“碳达峰,碳中和”重要能源战略目标的推动下,以风力发电为代表的新能源发电技术发展尤为迅速。风力发电设备经电力电子变流器联网,不响应系统频率变化,大规模发展风力发电将导致电力系统频率稳定性下降。因此分析风电机群的频率响应特性并提出调频控制策略是持续大规模发展风力发电的必要途径。本文围绕双馈风电机群频率响应特性展开研究,分析了
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开发利用可再生能源发电技术是解决当下环境问题,改善系统能源结构的重要途径,在“碳达峰,碳中和”重要能源战略目标的推动下,以风力发电为代表的新能源发电技术发展尤为迅速。风力发电设备经电力电子变流器联网,不响应系统频率变化,大规模发展风力发电将导致电力系统频率稳定性下降。因此分析风电机群的频率响应特性并提出调频控制策略是持续大规模发展风力发电的必要途径。本文围绕双馈风电机群频率响应特性展开研究,分析了基于惯量响应的双馈风电机群动态协调机理,并提出风电场一次调频控制策略,本文主要工作如下:在大规模风电联网系统发电设备的研究方面,研究了双馈风电机组的数学模型及控制策略,基于典型参数,建立了2MW双馈风电机组时域仿真模型;建立了了同步发电机组调速系统模型,讨论了同步机组惯量响应及具备调频能力的原因,为后续研究双馈同步机组的惯量特性及提出调频策略提供类比指导思路,建立风电联网系统算例验证所搭建模型的正确性。在双馈风电机群动态协调机理研究方面,根据双馈风电机组频率响应模型推导得到双馈风电机组惯量表达式,分析锁相环控制参数对双馈风电机组惯量特性的影响。结合实际风电场中双馈风电机组并联结构,分析不平衡功率在多双馈风电机组之间的分配规律,推导场内各机组不平衡功率分配系数,基于时域仿真验证了理论分析的有效性,为研究其他形式新能源发电联网系统频率响应特性研究提供指导思路。在双馈风电场一次调频控制策略的研究方面,在提出全风况下双馈风电机组一次调频控制策略的基础上,为解决机组独立参与一次调频所带来的调频资源利用不均衡及调频系数整定困难等问题,依托实际风电场联网结构,建立了风电场一次调频控制系统,根据并网点频率偏差计算得到风电场所需承担不平衡功率,并按照等可调容量比例模式合理地将不平衡功率下发至各个机组进行消纳,实现了风电场一次调频闭环控制。基于时域仿真验证了所提出策略的有效性,为新能源场站参与系统调频策略研究提供新思路。
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