风电场功率控制系统的研究与设计

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1、分类号TM614密级UDC编号上海电机学院硕士专业学位论文风电场功率控制系统的研究与设计RESEARCHANDDESIGNOFWINDFARMPOWERCONTROLSYSTEM硕士研究生冯兆红学号126001010213校内导师贾铁军教授企业导师张玉龙高级工程师工程领域电气工程申请学位工程硕士所在单位电气学院答辩日期2015年1月19日授予学位单位上海电机学院上海电机学院学位论文原创性声明本人郑重声明：所呈交的学位论文《风电场功率控制系统的研究与设计》，是本人在导师的指导下，独立进行研究工作所取得的成果。除文中已经注明引用的内容外，本论

2、文不包含任何其他个人或集体已经发表或撰写过的作品成果。对本文的研究做出重要贡献的个人和集体，均已在文中以明确方式标明。本人完全意识到本声明的法律结果由本人承担。学位论文作者签名：日期：年月日上海电机学院硕士学位论文风电场功率控制系统的研究与设计摘要风电并网规模的扩大对电力系统调频、调峰的影响也越来越大，如何对风电场输出功率进行有效控制对于风力发电的发展至关重要。针对这一问题，本文以某风电公司的“风电场监控系统功能升级”项目为背景，对风电场有功功率控制的关键技术进行研究，并在此基础上对风电场功率控制系统进行设计。具体研究内容如下：首先，研究

3、了风电场功率控制系统的功能结构及风电场的功率控制过程。利用搭建的含风电场的电力系统仿真模型研究了风电场功率波动给电网频率带来的影响，表明了高风电渗透率的电力系统中风电场可以辅助性地参与系统调频。其次，在需求分析的基础上对系统的核心模块即有功功率控制策略进行设计，主要包括两部分内容：一是风电场层参考功率整定策略；二是参考功率分配策略。在参考功率整定策略中考虑到风电场参与辅助调频的需求，分别给出正常模式下和辅助调频模式下的功率整定策略，并仿真验证了辅助调频策略的可行性。在功率分配策略的设计中提出一种基于机组状态分类的有功功率分配策略，并以机组

4、的调节容量为指标对分组后的机组进行优先级排序，使机组按照不同的优先级进行出力控制。利用实际风电场的运行数据进行算例分析表明了该策略相对于平均分配策略可以更好地满足电网的功率调度要求。最后，基于上述研究工作，本文从软件架构、接口设计以及硬件组网架构几个方面对系统进行总体架构设计，并将提出的有功功率控制策略在实验平台上进行验证，表明了策略的有效性。关键词：风电场；功率控制系统；控制策略；功率预测；辅助调频I上海电机学院硕士学位论文RESEARCHANDDESIGNOFWINDFARMPOWERCONTROLSYSTEMABSTRACTThem

5、orewindfarmconnectedtogrid,thebiggerinfluenceongridfrequencyandpeakmodulation.Howtoimplementeffectivecontrolofwindpoweroutputisvitalforthedevelopmentofwindpower.Inordertosolvethisproblem,thepaperconductstherelativestudyonbaseofanactualprojectcalled"windfarmmonitoringsyste

6、mfunctionupgrading"ofawindpowercompany.Studythekeytechnologyofwindfarmpowercontrolandthenawindpowercontrolsystemisdesignedtomeettherequirementsofwindfarm.Thespecificresearchcontentisasfollows:Firstly,thesystemfunctionalstructureisstudiedandtheprocessofwindpowercontrolisan

7、alyzedfromthewindturbineandwindfarmaspects.Simulationmodelforpowersystemswhichcontainwindfarmsisbuilttostudyabouttheinfluenceonpowergridfrequencybywindpowerfluctuation,andshowsthatwindfarmitselfneedstohavethefrequencyadjustmentability.Secondly,thesystemcoremodulewhichisth

8、epowercontrolstrategyisdesignedonbasisofsystemdemandanalysis,includingreferencepowersettingstrat