高風電滲透率孤立電網的運行與控制方法研究

項目摘要

結合我國西部地區電力需求的快速增長以及風電資源的閒置浪費的現狀，本項目探討了一種新的風電就地消納模式，作為大規模風電遠距離傳輸的補充。通過研究本地高耗能負荷與風電的互補性，構建風電、常規電源和高耗能負荷互補運行的高風電滲透率孤立電網。高風電滲透率孤立電網運行區別於傳統大電網運行的關鍵特徵在於高風電滲透率導致的平衡點大範圍隨機漂移以及孤立電網的小慣量特性。本項目將風電功率波動分解為期望值和預測誤差，通過最佳化調度，調整常規機組來跟蹤風電功率的期望值，在保證孤立電網頻率和電壓前提下，實現棄風最小以及燃料成本最小。通過對風電功率預測誤差部分的分布特性、邊界特性的研究，對系統頻率偏差和電壓偏差進行預測，並根據預測結果進行頻率電壓調節，保證孤立電網的電能質量。緊急情況下，將高耗能負荷引入到孤立電網控制中來，綜合考慮孤立電網頻率與電壓的相互作用，提出頻率電壓協調控制以最大程度消納風電的新思路。

結題摘要

本課題針對含高滲透率風電孤立電網運行與控制難題，從風電功率隨機波動性刻畫、孤立電網建模、孤立電網最佳化調度以及孤立電網安全運行等方面開展了系統深入的研究，取得了豐碩的創新性研究成果。（1）建立了一套完整的表征風電功率隨機性和相關性的條件機率分布體系，即截斷通用分布模型、截斷通用分布的混合形式和基於截斷通用分布的混合形式和Couple理論的多風電場條件聯合分布模型，提出了一種考慮多風電場時空相關性的高效場景生成技術，實現了風電功率預測誤差的精確擬合和大規模隨機最佳化問題的快速解析求解。（2）建立了電解鋁、礦熱爐以及多晶矽等高耗能工業負荷頻率電壓耦合的功率調節模型，深入挖掘了高耗能工業負荷的功率調節潛力，實現了高耗能負荷由不可控向深度快速變負荷能力的轉變，解決了利用高耗能負荷側回響能力平抑風電功率波動的難題。（3）提出了將風電場尾流效應及風速不確定性同時納入到風電場調度模型的風電場內隨機最佳化調度方法，提高了風電場最佳化調度模型的可行性；提出了含單風電場記憶多風電場電力系統隨機經濟調度方法，所提出的算法使多風電場電力系統隨機經濟調度模型能夠包含足夠數量的風電功率場景，避免了場景削減技術對隨機性表征精度的降低。（4）提出了含高滲透率風電孤立電網動態電壓控制策略，基於廣域信息簡化等效模型，採用Padé近似法補償廣域控制時延；將非線性動態電壓控制轉化為易於處理的線性二次型跟蹤控制，提高了孤立電網的快速動態電壓回響特性；提出了基於深度快速變負荷開關技術的含風電孤立電網自動發電控制策略，進一步發掘了孤立電網中火電機組的調節潛力，提高了孤立電網安全運行裕度。（5）提出了含高滲透率風電孤立電網頻率電壓協調控制策略，發明了引入頻率反饋的發電機勵磁電壓調節方法，突破了含高滲透率風電孤立電網的頻率-電壓協調控制技術瓶頸，實現了孤立電網頻率與電壓的耦合控制。（6）搭建了孤立電網頻率電壓協調控制硬體在環仿真平台，研製了基於廣域信息的含高滲透率風電孤立電網頻率電壓協調控制系統，實現了該系統在實際含高滲透率風電的孤立電網的工業套用，保障該孤立電網的安全穩定運行。課題發表了SCI論文16篇，EI論文19篇；授權國家發明專利8項，登記軟體著作權1項；獲湖北省技術發明一等獎一項，貴州省科技進步獎二等獎一項。培養博士4名，碩士12名

高風電滲透率孤立電網的運行與控制方法研究

基本介紹

項目摘要

結題摘要

相關詞條

熱門詞條