螺桿膨脹發(fā)電機(jī)組建模及其在風(fēng)電功率補(bǔ)償中的仿真應(yīng)用.pdf

1、隨著風(fēng)電場(chǎng)規(guī)模的不斷擴(kuò)大，風(fēng)電特性對(duì)電網(wǎng)的負(fù)面影響不容忽視，大規(guī)模風(fēng)電場(chǎng)的并網(wǎng)對(duì)系統(tǒng)穩(wěn)定性、電能質(zhì)量以及調(diào)度等帶來的負(fù)面影響越來越得到社會(huì)關(guān)注。目前常通過配備一定儲(chǔ)能容量來緩解風(fēng)電場(chǎng)輸出功率波動(dòng)，但現(xiàn)有的包括飛輪儲(chǔ)能、抽水儲(chǔ)能、超級(jí)電容儲(chǔ)能等在內(nèi)的技術(shù)手段并不能很好地滿足調(diào)度對(duì)大規(guī)模風(fēng)電場(chǎng)平穩(wěn)出力的要求，因此論文對(duì)建立新型的風(fēng)電場(chǎng)功率平衡系統(tǒng)方式進(jìn)行探索，嘗試將螺桿膨脹發(fā)電技術(shù)應(yīng)用于風(fēng)電功率缺額補(bǔ)償措施之中。
　　螺桿膨脹動(dòng)力機(jī)是

2、一種利用流體在螺桿槽道中的降壓膨脹做功，推動(dòng)螺桿轉(zhuǎn)動(dòng)以實(shí)現(xiàn)能量轉(zhuǎn)換的機(jī)械。與汽輪機(jī)相比，其造價(jià)低、適應(yīng)性強(qiáng)、維護(hù)簡(jiǎn)單、運(yùn)行速度相對(duì)較低，成為替代汽輪機(jī)的理想膨脹機(jī)。因此，為了探索擴(kuò)展螺桿膨脹發(fā)電技術(shù)在電力系統(tǒng)中的應(yīng)用，論文完成對(duì)主要包含螺桿膨脹機(jī)、發(fā)電機(jī)、儲(chǔ)熱單元、工質(zhì)泵、冷卻池等單元的螺桿膨脹發(fā)電裝置各環(huán)節(jié)作用機(jī)理研究，并詳細(xì)闡述了螺桿膨脹動(dòng)力機(jī)的工作原理；考慮螺桿膨脹機(jī)在實(shí)際膨脹過程中的泄漏損失與流動(dòng)損失，完成膨脹過程熱力學(xué)分析；以

3、水蒸氣為做功工質(zhì)，根據(jù)國(guó)際水和水蒸氣性質(zhì)協(xié)會(huì)(IAPWS)制定的水和水蒸氣熱力性質(zhì)的工業(yè)公式IAPWS-IF97編制程序完成水蒸氣工質(zhì)熱力性質(zhì)計(jì)算，保證工質(zhì)氣體熱力學(xué)性質(zhì)參數(shù)計(jì)算的精確性。完成螺桿膨脹動(dòng)力機(jī)的運(yùn)行特性分析，并考慮系統(tǒng)不同運(yùn)行要求與應(yīng)用環(huán)境，采用籠型異步發(fā)電機(jī)與雙饋異步發(fā)電機(jī)兩種發(fā)電機(jī)機(jī)型，建立螺桿膨脹發(fā)電機(jī)組的仿真模型，并探究發(fā)電機(jī)組的運(yùn)行與功率控制策略。
　　最后，基于Matlab/Simulink仿真平臺(tái)對(duì)螺桿

4、膨脹發(fā)電技術(shù)應(yīng)用于風(fēng)電功率缺額補(bǔ)償進(jìn)行了仿真分析。完成功率補(bǔ)償單元的補(bǔ)償能力分析，并采用將風(fēng)電功率預(yù)測(cè)與功率監(jiān)測(cè)相結(jié)合的功率補(bǔ)償控制策略；考慮多機(jī)并列運(yùn)行時(shí)效率最優(yōu)功率分配，以籠型異步螺桿膨脹發(fā)電機(jī)組為例，建立以螺桿膨脹發(fā)電技術(shù)為風(fēng)電功率缺額補(bǔ)償措施的風(fēng)電場(chǎng)并網(wǎng)模型。仿真驗(yàn)證螺桿膨脹發(fā)電機(jī)組群在保證效率最優(yōu)功率分配條件下能夠有效發(fā)揮平抑風(fēng)電功率波動(dòng)的作用。證明了模型與控制策略的正確性，為擴(kuò)展螺桿膨脹發(fā)電技術(shù)在現(xiàn)有儲(chǔ)熱技術(shù)條件下應(yīng)用到風(fēng)電