含风电电力系统的自动发电控制研究

论文摘要

自然界风力的变化,使得风电场的功率输出具有较强的随机性、间歇性和不可预测性,这将对大规模风电接入情况下电力系统的频率控制产生影响。因此,探究包含风电的电力系统频率控制新方法具有较强的紧迫性和实际意义。本文研究风电接入情况下的自动发电控制系统的改进方法,目的是为较大风电功率扰动下的电力系统频率控制提供一条新的思路。论文首先简要介绍了国内外风力发电发展概况,概述了风电并网对电力系统特别是电力系统频率控制带来的影响,并阐明了研究抑制风电功率扰动对电力系统频率影响的必要性。接着分析了风电场功率输出特性及其对电力系统有功功率平衡的影响,指出了在大规模风电接入情况下电力系统的频率波动可能超出要求的范围,因而有必要对原有的频率控制方法加以改进。进而提出了在传统的ACE信号中引入风电场实际出力与预测出力的偏差量、常规电厂的实际出力与计划出力的偏差量,以改善风电接入情况下的电力系统频率控制效果的新思路,建立了考虑风电接入情况下的ACE模型。然后为了改善AGC系统的性能,利用模糊推理的思想设计了模糊PI控制器,所设计的控制器控制参数可电力系统运行状态自适应调整,具有更好的控制效果。通过对含风电功率扰动的单区域、两区域的仿真研究,对比两种AGC系统的频率控制效果,证明了本文设计的改进AGC系统在不同风电输出功率扰动下都具备较好的频率控制性能。

论文目录

• 摘要
• Abstract
• 1 绪论
• 1.1 国内外风电发展概况
• 1.2 国内外风电并网研究现状
• 1.3 包含风电场的电力系统频率控制研究现状
• 1.4 本文的主要研究内容和章节安排
• 2 电力系统频率控制原理
• 2.1 电力系统频率及控制要求
• 2.2 自动发电控制
• 2.3 电力系统频率响应模型建立
• 2.4 本章小结
• 3 大规模风电接入对电力系统调频的影响
• 3.1 风电场的功率输出特性
• 3.2 风电波动对电力系统频率控制的影响
• 3.3 计及风电的ACE 模型
• 3.4 本章小结
• 4 基于模糊PI 的自动发电控制系统
• 4.1 模糊控制概述
• 4.2 模糊PI 控制在AGC 系统中的应用
• 4.3 模糊PI 自动发电控制系统
• 4.4 本章小结
• 5 基于改进 AGC 系统的含风电电力系统频率调节仿真分析
• 5.1 含风电单区域电力系统仿真分析
• 5.2 含风电两区域电力系统仿真分析
• 5.3 本章小结
• 6 结论
• 6.1 本文工作总结
• 6.2 有待进一步开展的工作
• 致谢
• 参考文献
• 附录 1 攻读硕士学位期间发表的论文