《大規模風電場參與頻率調整研究》是依託山東大學，由王葵擔任項目負責人的面上項目。
基本介紹
- 中文名：大規模風電場參與頻率調整研究
- 項目類別：面上項目
- 項目負責人：王葵
- 依託單位：山東大學
中文摘要,結題摘要,
中文摘要
目前風力發電機組不參與系統調頻，使得常規同步發電機組調頻壓力大，備用容量預留增加，降低了頻率的穩定性和風力發電帶來的經濟性。風電調頻的可行性研究正處於起步階段。本項目將通過研究風機的控制策略，使風機能夠快速回響頻率的變化，同時又不會影響頻率的二次回響，進一步開展風電機組的調頻深度和調頻時機等的研究。本項目還將開展考慮風電參與調頻情況下電網調頻的經濟性和緊急狀態下頻率的穩定性問題:力圖提出一種基於系統實時頻率偏差和風電機組運行信息的風電機組有功調頻算法和策略,爭取實現消納風電最大化，火電機組一次能源消耗最小化的雙重目標；研究緊急狀態下風電功率的時空分布特性，得到滿足頻率穩定性要求的風電接入點，接入容量和調頻策略。通過本項目的研究，將針對併網的大規模風電場提出一種能夠參與調頻的風電場及其風電機組有功功率分級控制框架，該研究有助於提高含風電場接入的電力系統調頻的經濟性和頻率的穩定性。
結題摘要
本項目的主要研究目標是通過研究風電機組的調頻策略，使風機能夠快速回響系統頻率變化，同時減弱因風電調頻導致的系統頻率二次跌落，實現系統消納風電最大化，常規機組一次能源消耗最小化的目標，提高含風電場接入的電力系統調頻的經濟性和頻率的穩定性。 為分析風電場的調頻性能並研究風電場對電力系統的影響，在MATLAB/Simulink和DIgSILENT PowerFactory中搭建了包含風電場的系統頻率回響模型。 對風電場的調頻策略進行了全面、深入的研究，在對風電場虛擬慣量控制過程進行分析的基礎上，提出了用於評估風電場調頻能力的指標——有效釋放動能，並依據有效釋放動能與風電場運行工況之間的關係，提出了用以保護風電機組轉子轉速、降低風電機組調頻過程中額外功率損失的主動轉速保護策略。 以增強風電機組調頻能力為目標，提出將超速減載和槳距角減載分別與虛擬慣量控制相結合，從而使風電場能夠兼備短期和長期調頻能力，並有效避免風電退出調頻引起的二次跌落，滿足了系統對風電場參與調頻的需求。 通過對常規機組的一次調頻原理進行分析，本項目還提出了風電機組退出調頻最優時刻的計算方法，該方法利用了常規機組調頻過程中的出力特性，實現了風機退出調頻時系統頻率二次跌落幅度的最小化。 在項目研究後期，還對風電場參與系統調頻的其他問題進行了總結和梳理。分析了風電場與常規機組以及系統中其他可再生能源協同調頻的必要性，梳理了解決系統頻率二次跌落問題的主要解決方法和優缺點，並且探討了擾動類型的多樣性對風電場調頻策略的要求。
