基于Copula理论考虑风电相关性的源网协调规划

相邻风电场处于相似气象条件下,功率相关性较强。目前源网规划方法假设风电场功率间相互独立,忽略风电相关性对规划的影响,不适用于未来高比例可再生能源电力系统。文中主要提出了考虑风电相关性的源网规划方法,并探讨风电相关性对规划方案的影响。首先,基于Copula理论描述风电功率相关性,通过模糊C均值聚类法考虑风电不确定性,建立了概率风电功率模型。继而,提出考虑风电相关性的经济源网协调规划模型,采用遗传算法求解。通过Garver 6节点系统和巴西南部46节点系统算例分析不同系统规模下风电相关性对规划的影响。算例分析结果表明:风电相关性对局部规划方案影响显著,对全局影响较小,应避免建设连接有相关性较强的风电场接入点的输电线路,减少风电功率趋同变化的不利影响;经济性方面,投资费用增加,运行费用降低,对总费用影响不明显。     

具有低电压穿越能力的风电机组测试故障典型实例分析

近年来,西北尤其是甘肃风力发电装机容量不断增长,大规模风电并网对电网的影响日益受到重视。低电压穿越能力是风电机组并网特性的重要考核指标之一。2011年以来国网公司西北分部和甘肃省调在酒泉千万千瓦风电基地共同组织开展了风电机组低电压穿越能力抽检验证工作,共进行33座风电场44台风电机组现场试验。通过对测试过程中遇到的风电机组脱网故障进行分析总结,找到了影响风电机组低电压穿越能力的主要因素,并结合实例对各影响因素进行分析阐述。目前,风电机组的硬件维护水平、主控制策略调整、软件设置和控制版本升级仍是影响并网风电机组低电压穿越能力的主要因素。     

带感应耦合器的永磁同步风力发电系统建模与分析

对一种新型风力发电系统——带感应耦合器的永磁同步风力发电系统进行了研究.建立了自然风、风力涡轮机、感应耦合器及永磁同步发电机的数学模型和仿真模型.建立基于传递函数的系统整体动态仿真模型,并将其作为分析研究系统动态特性的工具.对阵风和涡轮机转矩产生7.5Hz波动条件下,有和无感应耦合器两种情况下永磁同步风力发电机的特性进行对比分析.讨论了感应耦合器的等效电阻对系统特性的影响.研究结果表明,引入感应耦合器有效削弱了干扰对系统的影响,降低了电压闪变程度,改善了风速变化或涡轮转矩波动时系统运行不稳定的情况.另外,耦合器等效电阻的减小可减小其运行的转差率,提高系统效率,但稳定性有所下降.     

基于双因素学习曲线的风力发电成本研究

在单因素学习曲线模型的基础上建立了风力发电的双因素学习曲线模型,研究了累计装机容量和累计研发投资对风力发电成本的影响,基于历史数据对我国未来10年风力发电成本进行了预测,结果表明在不同的累计装机容量和累计研发投资情形下,风力发电成本的降低程度不同。最后对如何快速降低风力发电成本提出了可行建议,以促进风力发电的发展。     

风电场箱式变压器高压侧短路电磁暂态过程研究

能够接纳以风力发电为代表的清洁能源发电是智能电网的重要特征。风力发电机组一般通过箱式变压器将风电机组出口较低电压等级变换到较高的电压等级后接入电网。箱式变压器作为风电机组能够并网运行的重要环节,其暂态运行特性对风电机组和电网的安全稳定运行具有重要作用。为了研究风电场箱式变压器高压侧短路时的电磁暂态过程,以单相变压器的等效电路为基础,从电路分析的角度研究了变压器二次侧突然短路时的暂态过程,建立了变压器二次短路时的数学模型,并对模型进行了求解和讨论。基于PSCAD/EMTDC电力系统仿真平台,搭建了风电机组通过箱式变压器接入电网的仿真模型,仿真分析了变压器二次侧短路时短路电流的变化规律,验证了模型的有效性。     

多风轮风力发电系统发电性能研究

从风能利用系数的角度,选用2 k W水平轴风力机作为多风轮水平轴风力发电系统的单元机型;基于切入风速下对风精度,对尾舵进行了设计;分析了风切变对发电量的影响。最后,对装机容量为20 k W的单风轮和多风轮风力发电系统的实际发电性能进行了对比分析。结果表明:采用尾舵偏航方式的多风轮风力发电系统的发电量高于采用主动偏航的单风轮风力机。     

基于三电平全功率变流器的直驱式永磁风电并网控制技术

为提高基于大容量直驱式永磁同步风力发电系统的大功率风电并网的可靠性,设计了风电并网三电平全功率变流器。主要是利用传统并网控制技术即基于电网电压定向的电压、电流双闭环矢量控制策略,采用双PWM控制技术对三电平全功率变流器进行控制,以实现对有功和无功的解耦控制。运用Matlab/Simulink仿真软件进行风电并网系统仿真,仿真结果表明:三电平全功率变流器可有效改善风电大功率并网质量。     

直驱永磁风力发电系统的建模与稳定控制

针对直驱永磁风力发电系统,建立包括风速、风力机、永磁同步发电机以及变流器的整体数学模型;提出以风速作为输入信号,以控制变流器并网电流为实现手段的最大风能获取控制算法;在逆变控制中,采用dq同步旋转坐标下的矢量控制方法,建立引入电流反馈的直接电流控制策略,实现了风力发电系统的有功和无功的解耦控制。运用电力系统仿真软件PSCAD/EMTDC建立了直驱永磁风力发电系统的仿真模型,对常风速、阵风以及系统故障时机组的运行情况进行了仿真分析,结果验证了所提出最大风能获取的控制原理的正确性,验证了直驱永磁同步发电系统在电网故障时良好的低电压穿越能力。     

离网型永磁风力发电机级联整流装置研究

随着社会的发展,用电设备不断增加,在一些偏远地区,原有的离网型风力发电系统亟需扩容.提出了一种新型的离网型永磁风力发电机级联整流装置,该装置采用共直流母线技术,可实现2台发电机同时并网运行,增加了系统容量.此外,该装置还可实现多机运行下的最大风能捕获,同时可使功率开关器件占空比运行于合理范围内,改善系统性能.仿真结果证明了该装置及控制策略的正确性和有效性.     

风储联合调频下的电力系统频率特性分析

风电高渗透率下,电力系统对风电场频率调节能力提出了技术要求.考虑风机惯性控制和变桨距控制的频率响应能力,提出将储能与风电自身调频手段相结合,参与系统频率调节.利用储能的柔性控制作用,弥补风电机组自身惯性控制时间短和变桨控制响应慢的不足,提高了电力系统频率稳定性.在风电场和储能系统频率特性模型的基础上,建立了风储联合调频下电力系统的频率特性模型,对比分析了风电调频、储能调频和风储联合调频下的电力系统频率特性,以及储能的容量配置需求.算例分析表明,风储联合调频需求的功率和容量仅为储能单独调频的67％和11.1％,降低了储能配置成本,提高了储能参与风电调频的经济可行性.