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避免频率二次跌落的风电一次调频优化控制研究

避免频率二次跌落的风电一次调频优化控制研究

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作者：方贤南昌大学

学位级别：硕士

随着风机在发电设备中所占比例不断提高,探索如何利用风机蕴含能量进行调频的研究增多。通常情况下,风机调频是通过降低转子转速实现,为了避免风机长期处于低转速状态,需要采取主动措施使其退出调频。然而,风机主动退出调频会造成频率... 详细信息

随着风机在发电设备中所占比例不断提高,探索如何利用风机蕴含能量进行调频的研究增多。通常情况下,风机调频是通过降低转子转速实现,为了避免风机长期处于低转速状态,需要采取主动措施使其退出调频。然而,风机主动退出调频会造成频率二次跌落的问题。为了解决这个问题,需要对风机的调频控制方法进行改进研究。本文首先从双馈风机的功率进行分析,讲解了风机有功功率运行区间和风机参与调频的原理,以及调频控制机构如何通过控制转子电流来实现调频功率的变化。随后构建了包含风机的系统频率响应模型,分析了风机不调频时对系统三个调频指标的影响。其次,对综合惯性控制的参数进行整定。针对虚拟惯性控制的能量快速释放和频率恢复阶段的波动,对其参数进行整定,并增加主动退出调频策略,以减小传统参数对调频的影响。下垂控制退出调频是造成频率二次跌落的主要原因,本文通过对下垂参数进行整定,让下垂控制下的功率输出在调频后期自动减少出力,达到自动退出调频,避免了频率二次跌落的发生。将这两种参数整定后的控制方法结合起来形成改进后的综合惯性控制,通过仿真证明了这种参数整定方法的有效性,避免了频率在风机退出调频后的二次跌落。最后,采用参数整定后的风机在调频后期出现功率不足时,需要引入储能来弥补这部分功率。因此,本文采用风储协同一次调频控制,对储能的控制参数也进行整定,确保储能系统能够与改进参数控制后的风机协同出力,加快频率恢复到稳态的时间。对风储系统采用双层结构,上层结构使用风储协同一次调频,从而无需对风储系统进行功率分配;下层结构是对风电场内的风机进行功率分配,让中风速和高风速风机承担低风速风机的调频任务,避免低风速风机转速降到最低转速,引发了风机强制退出调频而造成的频率波动。通过仿真验证了本文提出的风储协同一次调频和风机调频功率分配方法的有效性。

关键词：风电一次调频频率二次跌落调频参数整定风储协同一次调频调频功率分配

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