雙饋型風(fēng)電場有功功率預(yù)測控制研究.pdf

1、近年來，隨著風(fēng)力發(fā)電技術(shù)的發(fā)展，風(fēng)電裝機(jī)容量迅速增長，風(fēng)能已經(jīng)成為清潔能源的主要利用形式之一。由于大型風(fēng)力發(fā)電系統(tǒng)結(jié)構(gòu)的復(fù)雜性，加之風(fēng)能的間歇性、波動(dòng)性等特點(diǎn)，給風(fēng)電有功功率的控制帶來了很大的困難。同時(shí)，大規(guī)模風(fēng)電的并網(wǎng)也給電網(wǎng)的安全穩(wěn)定運(yùn)行造成了嚴(yán)重的威脅。
　　為了減小機(jī)組載荷，提高風(fēng)電機(jī)組運(yùn)行的穩(wěn)定性，延長機(jī)組的使用壽命，同時(shí)改善風(fēng)電場輸出功率特性，提高電網(wǎng)對(duì)風(fēng)電的接納能力，本文針對(duì)雙饋型風(fēng)電場，采用預(yù)測控制方法，分別從風(fēng)電

2、機(jī)組層和風(fēng)電場層研究風(fēng)電輸出有功功率的控制策略，所完成的主要工作如下：
　　1）研究了雙饋風(fēng)電機(jī)組的結(jié)構(gòu)和運(yùn)行原理，建立了風(fēng)輪、傳動(dòng)機(jī)構(gòu)、雙饋發(fā)電機(jī)、變槳機(jī)構(gòu)的數(shù)學(xué)模型。由于風(fēng)輪模型強(qiáng)烈的非線性特性，對(duì)其分段線性化，并整理推導(dǎo)出雙饋風(fēng)機(jī)有功功率控制的狀態(tài)空間模型庫。該模型既直接反映了機(jī)組輸出功率、發(fā)電機(jī)轉(zhuǎn)速與風(fēng)速、槳距角、發(fā)電機(jī)轉(zhuǎn)矩的關(guān)系，同時(shí)又包含了機(jī)組運(yùn)行狀態(tài)信息。
　　2）將預(yù)測控制理論引入到雙饋風(fēng)電機(jī)組的有功功率控制

3、中，提出一種基于機(jī)組狀態(tài)空間模型的雙饋風(fēng)力發(fā)電機(jī)組有功功率多模型預(yù)測控制(MMPC)方法。建立機(jī)組的有功功率多模型預(yù)測控制器，在不同的風(fēng)速區(qū)間，通過調(diào)節(jié)控制器的權(quán)值，實(shí)現(xiàn)機(jī)組在全風(fēng)速段的最大風(fēng)能追蹤。同時(shí)，在限風(fēng)電出力條件下，還可以控制機(jī)組按調(diào)度指令發(fā)電。
　　3）提出一種基于機(jī)組實(shí)時(shí)可調(diào)容量的風(fēng)電場有功控制策略。根據(jù)機(jī)組實(shí)時(shí)輸出功率和預(yù)測功率對(duì)機(jī)組進(jìn)行動(dòng)態(tài)分類，在考慮各類機(jī)組調(diào)節(jié)容量、響應(yīng)速度的基礎(chǔ)上設(shè)計(jì)了風(fēng)電場有功功率升降控制