高風(fēng)電滲透率區(qū)域電網(wǎng)火電機(jī)組調(diào)頻能力研究.pdf

1、在我國大力推進(jìn)特高壓工程建設(shè)的背景下，通過特高壓網(wǎng)絡(luò)輸送風(fēng)電已成為未來風(fēng)電的發(fā)展趨勢。然而，由于風(fēng)速的不確定性，風(fēng)力發(fā)電存在著一定程度的不可預(yù)知性。將風(fēng)電作為主要電源大規(guī)模的接入電網(wǎng)，會給目前電網(wǎng)的運(yùn)行狀態(tài)造成一定的影響，電網(wǎng)的安全穩(wěn)定運(yùn)行可能無法得到保證。制約風(fēng)電大規(guī)模消納的原因可從多個(gè)角度進(jìn)行分析，本文從電網(wǎng)頻率穩(wěn)定的角度，通過風(fēng)電功率不確定性波動的分析，深入研究其對電網(wǎng)頻率的影響；以頻率穩(wěn)定為約束條件，給出了提高風(fēng)電消納規(guī)模的有效

2、方法。
　　首先，本文對風(fēng)電場的歷史數(shù)據(jù)進(jìn)行分析，定義了用于描述風(fēng)電功率波動的指標(biāo)：波動強(qiáng)度和變動強(qiáng)度。采用小波分解和最小二乘擬合得到了風(fēng)電功率的波動強(qiáng)度和變動強(qiáng)度的三參數(shù)冪律模型。在此冪律模型中，給出了風(fēng)電功率的瞬時(shí)波動量與風(fēng)電功率15min平穩(wěn)分量間的函數(shù)關(guān)系，基于此模型，可以實(shí)現(xiàn)對風(fēng)電功率瞬時(shí)波動量的實(shí)時(shí)估計(jì)，為分析風(fēng)電功率波動對電網(wǎng)頻率穩(wěn)定的影響提供基礎(chǔ)。
　　為了進(jìn)一步評價(jià)風(fēng)電功率波動給電網(wǎng)頻率帶來的影響，采用隨機(jī)

3、過程的相關(guān)理論，定義了計(jì)及風(fēng)電功率波動的電網(wǎng)調(diào)頻能力(Frequency Regulation Ability)并給出了其量化計(jì)算方法。結(jié)合兩區(qū)域系統(tǒng)模型，計(jì)算了系統(tǒng)在不同機(jī)組運(yùn)行條件下的調(diào)頻能力，給出了各因素對FRA的量化影響程度。在不影響系統(tǒng)整體運(yùn)行的前提下，探究了FRA在電力系統(tǒng)中的應(yīng)用方法，提出了基于FRA的系統(tǒng)內(nèi)調(diào)頻資源調(diào)配方法，通過仿真分析驗(yàn)證了該方法的有效性。
　　最后結(jié)合本文得到的風(fēng)電功率波動特性，分別從一次調(diào)頻和

4、二次調(diào)頻角度，研究可用于提高電網(wǎng)調(diào)頻性能的方法。對于一次調(diào)頻，采用動態(tài)一次調(diào)頻的控制策略來提高其對低頻擾動的響應(yīng)能力；對于二次調(diào)頻，將風(fēng)電場出力的實(shí)測值引入AGC的前饋控制中，減小了因AGC機(jī)組調(diào)節(jié)速率不足造成的調(diào)頻性能減小的問題，提高了電網(wǎng)的二次調(diào)頻能力。通過時(shí)域仿真，驗(yàn)證了上述兩種控制策略的有效性。
　　本文的工作得到國家重點(diǎn)基礎(chǔ)研究發(fā)展計(jì)劃(973計(jì)劃)(2012CB215201)、國家自然科學(xué)基金項(xiàng)目(51107014)以