基于双馈风电机组等值模型的风电场输出功率分配优化方案

【摘要】：随着我国风力发电装机容量的不断升高,并网风电由于其波动性及反调峰性给电力系统稳定带来了巨大影响。为加强并网风电的稳定性与可控性,减少弃风情况的发生,需深化对风电机组功率控制、风电场内各机组的有功功率分配方案的研究,使风力发电能够跟随电网调度信号,减少风电场出力的波动性。本文根据这一研究需求,主要进行了以下工作： 利用风电机组实测运行数据建立起变速恒频双馈异步风电机组模型。分析风电场历史数据,提取出风电机组的风速功率数据对,计算得到能够准确反映机组实际工况的风速功率曲线,并由此曲线修正风能利用系数建立风力机模型,结合其它部分模型共同搭建起风电机组模型。 风电场收到调度信号后,需将有功功率设定值分配给各台机组,通过设置常规发电机组群及调度响应机组群,可以减少功率分配问题的维数。提取各机组实际运行数据的特征向量,利用模糊聚类方法对机组进行聚类分析,将机组划分为不同群组,并设置不同的功率分配优先级。结合调度响应方案,将功率设定值按不同优先级下发给各机群,可减少仿真时间,避免寻优陷入局部最优。 提出一种风电场有功功率分配优化目标函数,该函数通过设定功率分配优先权值指标,可使输出波动大的机组处在相对较低的运行点,利用改进的蚁群算法进行寻优,使得总输出功率平稳可靠。优化后的功率分配结果经过风电机组模型仿真分析,结果表明风电场可以及时响应调度信号,验证了该方法的有效性。 【关键词】：风电场 等值模型 机组组合 有功功率分配
【学位授予单位】：华北电力大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2014
【分类号】：TM315
【目录】：

• 摘要5-6
• Abstract6-7
• 目录7-9
• 第1章 绪论9-16
• 1.1 选题背景及此项研究的意义9-11
• 1.2 国内外风力发电发展状况11-14
• 1.2.1 风电机组发展状况11-13
• 1.2.2 国内外风力发电调度规划研究现状13-14
• 1.3 本文的主要工作14-16
• 第2章 基于实测运行数据的风电机组模型16-27
• 2.1 风电机组的运行过程16
• 2.2 基于实测运行数据的双馈风电机组建模16-24
• 2.2.1 风力机建模基础理论17-20
• 2.2.2 实测风速功率曲线的求取方法20-21
• 2.2.3 功率控制方式：桨距角及转速控制模型21-23
• 2.2.4 通过功率曲线建立变速风电机组模型23-24
• 2.3 仿真分析24-26
• 2.4 本章小结26-27
• 第3章 基于模糊聚类算法的风电机组组合策略27-34
• 3.1 风电机组运行数据的特征值提取27-28
• 3.2 基于FCA-AICM的模糊聚类分析28-32
• 3.2.1 模糊聚类迭代过程30
• 3.2.2 记忆抗体克隆选择过程30-31
• 3.2.3 抗体免疫抑制过程31-32
• 3.3 算例分析32-33
• 3.4 本章小结33-34
• 第4章 基于调度信号的风电场内功率分配优化方案34-40
• 4.1 基于输出波动的风电场内有功功率分配模型35-37
• 4.2 蚁群优化算法37-40
• 4.2.1 ACO数学模型38
• 4.2.2 改进ACO算法—最大最小蚂蚁系统(MAX-MIN Ant System(MMAS))38-40
• 4.3 有功功率分配算例40-42
• 4.4 仿真分析42-43
• 4.5 本章小结43-44
• 第5章 总结与展望44-45
• 参考文献45-49
• 攻读硕士学位期间发表的论文49-50
• 致谢50

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