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考虑调频需求及发电经济性的微电网调频优化方法研究

考虑调频需求及发电经济性的微电网调频优化方法研究

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作者：雷小林三峡大学

学位级别：硕士

随着大量的随机性、间歇性分布式电源接入微电网,对微电网安全稳定与经济运行的影响愈加明显。其中频率稳定性是微电网安全稳定运行的重要前提,而分布式电源主动参与系统一次调频是解决微电网频率稳定性的重要手段,但分布式电源调频备... 详细信息

随着大量的随机性、间歇性分布式电源接入微电网,对微电网安全稳定与经济运行的影响愈加明显。其中频率稳定性是微电网安全稳定运行的重要前提,而分布式电源主动参与系统一次调频是解决微电网频率稳定性的重要手段,但分布式电源调频备用容量设置过多会影响微电网经济运行。在此情况下,研究多种分布式电源协同调频控制策略以及各分布式电源调频备用容量的优化设置,能够满足系统频率调节需求同时,又能兼顾整个微电网运行经济性,对于微电网的稳定与经济运行将具有重要意义。基于此,本文开展了基于多种分布式电源协同参与的微电网调频控制策略和考虑发电经济性的微电网调频优化方法研究等工作。1)分别介绍了微电网中风电机组、光伏电池、柴油发电机组以及蓄电池等分布式电源的模型与控制方法,并对各分布式电源的有功功率输出特性进行分析,为后续研究分布式电源协同参与系统一次调频奠定了坚实的理论基础。2)为有效解决孤岛运行的微电网频率稳定控制问题,提出了一种基于多种分布式电源协同参与的微电网调频控制策略。通过对各分布式电源的调频控制策略分析,其中对风电机组的浆距控制和转速控制参与系统一次调频进行了仿真分析。在此基础上,建立风柴储协同参与系统一次调频控制策略,通过调整发电机的调差系数来改变其输出有功功率的大小,协同参与系统一次调频。最后通过算例仿真分析了文中所提分布式电源协同调频控制策略对微电网系统动态频率响应过程的影响,结果验证了该控制策略对于提高微电网频率稳定性的有效性。3)在满足微电网调频需求前提下,并考虑微电网发电经济性,提出了一种考虑发电经济性的微电网调频优化方法。该方法通过分析微电网频率偏差与调频备用容量之间的关系,建立了风电机组、柴油发电机、储能等分布式电源的调频备用容量函数模型,同时以微电网一次调频备用容量成本最小为优化目标函数,运用遗传算法对目标函数进行优化求解,得到了在不同置信度下的风电机组减载比例、柴油机调频备用容量、储能调频备用容量及一次调频备用总成本,并在算例仿真分析中表明了所提方法可以满足调频需求以及减少了微电网发电成本,提高了微电网运行的经济性。

关键词：分布式电源微电网协同调频控制策略调频需求发电经济性

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