风机爬坡功率的有限度控制策略.pdf

DOI : /AEPS20130608010 风机爬坡功率的有限度控制策略夏雪,戚永志,刘玉田(电网智能化调度与控制教育部重点实验室(山东大学),山东省济南市250061 ) 摘要:大规模、高集中度风电接入系统,,,,通过预测、在线优化、反馈控制3 个模块的配合,优化风机参考功率,,在线优化模块根据建立的爬坡率和弃风量最小优化模型,通过二次规划算法快速获得优化出力曲线,,该控制策略实现了平滑风机出力、增大风机发电量及改善转速特性的目标. 关键词:爬坡特性;爬坡功率;有限度控制;变速控制;变桨距控制;出力优化模型收稿日期:2013G06G08 ;修回日期:2014G04G23 . 国家重点基础研究发展计划(973 计划)资助项目(2012CB215101 );国家自然科学基金资助项目(51177092 ). 0 引言大规模、高集中度风电并网带来的风电爬坡风险日益增大[1G5 ],为了降低爬坡风险,改善风电并网的特性,研究风电出力的有限度控制变得日益重要[6 ].风电爬坡包括风机爬坡、风电场爬坡等不同层次,风机爬坡指的是单机层面的爬坡过程,,通过改善风机的爬坡特性以改善风电出力特性,从而降低风电爬坡风险. 风机的有限度控制主要是针对风机出力的功率弱支撑性提出的,风机出力不像常规机组那样能够长时间维持在给定功率,而是不断波动,且风机出力的调整空间小、调节手段有限,因此称风机的控制是“有限度”的. 现有风机有功控制研究主要集中在调频调峰以及阻尼控制,[7G12 ]介绍了风机参与系统调频的控制方式,其共同特点为附加频率控制环节,通过超速控制,减少部分有功输出,[13G15 ]介绍了风机的阻尼控制研究,实质上均是通过控制风机转子励磁电流,[16 ]给出了风机功率比控制方式,通过功率比环节限制风电的爬坡功率,但是功率比设置缺乏理论依据,[17 ]指出了传统风机控制带来的弊端,提出一种新型控制指令确定方法,控制指令的大小与风速平均值和风速标准差有关,使得控制指令及输出功率更加平稳,[18 ]通过引入电池储能技术来降低风机出力的爬坡率,[19 ]提出了在全风速范围内结合风机变桨距控制和发电机变速控制的发电机有功功率平滑控制策略,设计了基于模糊理论的变桨距控制器和发电机转矩动态滑模控制器,能有效控制发电机转速运行范围,使发电机输出平滑的有功功率. ,预测误差逐渐降低[20G22 ],,并取得了较好的效果[23G24 ].文献[25 ]将风速预测引入风机最大功率跟踪控制模式,通过预测风速直接给定转