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基于风速预测的多区域并网风电结构分解与参数优化

关注热度:87   来源:新能源学术论文  作者:袁光耀
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【摘要】:在石油、煤炭等传统化石燃料价格高企,风力发电机价格不断下降的条件下,电网中风电比例不断提升,已经在电网电源构成中占有一定比例。由于风力发电机组的发电量具有随机性、不确定性等特有性质,已经对传统电网的功率分配体系构成冲击。在传统电网框架下,继续将风电机作为负的载荷,制约了风电注入功率的继续提高。本文结合传统电网以频率调控为基础的电网功率分配体系,即自动发电控制(AGC),利用模糊控制方法,对传统的AGC系统进行改进,提供了一种减小频率波动,提高风电注入功率的方法。 本文通过AGC系统理论进行充分研究,在AGC中采用最多的TBC模式下,通过超短期风电发电量预测的结果对区域控制偏差(ACE)信号进行修改,使之具有风电特色。并在在传统电网AGC使用的PI控制器上加入了模糊控制环节,实时修正PI参数,从而降低了风电波动对现有电网频率的冲击。使电网以最小的改造成本提高了现有电网结构下的风电注入功率。 本文对存在大规模并网风电的电力系统进行重叠区域分解,降低了计算量,使电网中的更多区域可以消纳风电。对传统电网的模型解耦分解比较丰富的理论成果进行研究,使之为风力发电并网提供有力支持。使用包含原理与对对分解理论对电网区域分解参数进行了优化,提高了电网分散控制的次优度。现阶段风机的预测并不准确,理论并不完善的条件下,本文通过仿真证明,对同容量的风电机组,改进的电网AGC系统使系统频率偏差有所下降。这意味着能够在现有电网框架下可以消纳更多的风电,从而将减少对抽水蓄能电站以及燃气轮机等快速调节装置的需求量,使电网消纳风电的成本有所降低。这将促进风电以更快速度发展。综上,本文所作研究具有一定可行性和经济价值。
【关键词】:AGC 风电 区域分解 模糊控制 风速预测
【学位授予单位】:辽宁科技大学
【学位级别】:硕士
【学位授予年份】:2012
【分类号】:TM614
【目录】:
  • 摘要5-6
  • ABSTRACT6-9
  • 1. 绪论9-15
  • 1.1 风力发电发展的优势与市场条件9-11
  • 1.2 风力发电的不足11-15
  • 2. 风机模型的建立与研究15-27
  • 2.1 风力发电原理15-16
  • 2.2 风机建模16-18
  • 2.2.1 双馈感应风机16-17
  • 2.2.2 直驱型同步风机17-18
  • 2.3 风电场建模18-19
  • 2.4 风机输出功率预测19-27
  • 2.4.1 风速分布20-21
  • 2.4.2 风电场功率预测研究动态21-23
  • 2.4.3 风速预测的常规手段23-27
  • 3. 包含大规模风机的接入对电网的冲击27-47
  • 3.1 AGC 基本理论27-29
  • 3.2 风电场的 AGC 控制29-32
  • 3.2.1 风电场对于传统 agc 系统的冲击29-30
  • 3.2.2 风电场 AGC 实现30-32
  • 3.2.3 包含大规模风电并网条件下的 ACE 模型32
  • 3.3 模糊 PI 控制器优化的 AGC 系统32-37
  • 3.3.1 模糊控制研究32-34
  • 3.3.2 AGC 系统中的模糊 PI 控制34-37
  • 3.4 基于模糊 PI 的 agc 参数优化37-46
  • 3.4.1 模糊 PI 控制器设计37-42
  • 3.4.2 含风电两区域电力系统仿真分析42-46
  • 3.5 本章小结46-47
  • 4. 包含风电的电力系统区域分解优化47-63
  • 4.1 电力系统区域分解优化48-51
  • 4.2 多区域互联系统的特殊结构分解51-56
  • 4.3 多区域互联系统的结构分解和分散控制器设计56-57
  • 4.4 重叠分解因子优化57-62
  • 4.4.1 遗传算法基本原理57-58
  • 4.4.2 重叠分解因子β的求值过程58-60
  • 4.4.3 重叠分解因子β优化后的仿真分析60-62
  • 4.5 本章小结62-63
  • 5. 结论和展望63-64
  • 5.1 结论63
  • 5.2 展望63-64
  • 参考文献64-66
  • 致谢66-67


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关键词: AGC

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