《基於風機最佳化調控的風電場輸出功率平滑控制策略研究》是依託河海大學，由朱瑛擔任項目負責人的青年科學基金項目。
基本介紹
- 中文名：基於風機最佳化調控的風電場輸出功率平滑控制策略研究
- 項目類別：青年科學基金項目
- 項目負責人：朱瑛
- 依託單位：河海大學
項目摘要,結題摘要,
項目摘要
常規的風電場輸出功率平滑控制方法主要有利用儲能裝置間接控制和利用風力機變速變槳距直接控制這兩類。套用儲能裝置存在容量配置有限，成本高等問題，而採用風力機變速變槳距方法抑制大功率波動的能力較小，且易使系統進入不穩定區間。針對現有問題,本項目提出新型風電場輸出功率平滑控制策略，將風電場風機分成控制風機群和功率風機群兩類，控制風機群綜合調節風電場輸出功率，抑制輸出功率波動，而功率風機群則實現風能最大利用。另外，風電場將配置小容量儲能裝置，在風速波動較大時接入配合控制風機群抑制功率波動。本項目旨在研究該新型風電場輸出功率平滑方法的基本原理；探索基於風電場地形、氣象等條件下控制風機群、功率風機群的分配方法；研究儲能裝置類型的選擇及其容量的最佳化配置方案；提出風電場控制風機群、功率風機群及儲能裝置的最優控制策略。本項目研究將為風電場併網提供一定的技術支持，具有重要的科學意義和學術價值。
結題摘要
本項目提出了一種基於風機最佳化調控的新型風電場輸出功率平滑控制策略，充分利用風電場各颱風力機輸出功率差異性的優勢，將風電場風電機組分成控制風機群和功率風機群兩部分，對控制風機群和功率風機群採用不同的控制策略，實現各自相應的功能，並配置小容量儲能裝置。且基於轉子動能控制的功率平滑方法，控制功率風機輸出較為平滑最大功率，以降低其轉矩脈動，減小機械應力。將功率給定控制套用於控制風機，由控制風機和小容量儲能裝置共同負責風電場的總功率輸出。且只有當控制風機的給定功率超過其最大輸出功率時，才引入儲能裝置，以減少其充電和放電時間提高使用壽命。基於Matlab/Simulink建立了詳細的風電場模型，在考慮較為準確的尾流效應基礎上，對提出的功率平滑控制策略進行了驗證。提出了一種基於分數階阻抗模型的鋰電池SOC估計方法，並建立實驗平台實施了恆流放電實驗和動態壓力測試工況實驗。實驗數據分析表明，基於分數階阻抗模型的FUKF算法能夠快速準確地估計鋰電池SOC，其誤差維持在1%以內，為鋰電池儲能系統的控制策略選擇提供有效保證。針對繞組三角形接法的異步電機，通過分析風力機特性，對其採用矢量控制方法使其模擬風力機運行，實驗驗證了其有效性。
