水流風光發電系統有功控制問題研究

2022-05-18 18:44:34

次

隨著人類生活環境問題的日益突出，利用新能源發電已成為近年來世界能源發展的方向。風能、太陽能等能源的開發利用，有效減少了化石燃料的燃燒。風力發電、光伏發電和水電是可再生的清潔能源。它們是未來電網的主要能源組成部分，具有良好的社會、經濟和環境效益。由于風能和太陽能是間歇性能源，它們很難預測，并且取決于環境和氣象條件。它們難以滿足電網安全穩定運行的并網條件，制約了新能源發電的發展。近年來，我國風電和光伏裝機容量持續增長，但棄風棄光現象嚴重。如何優化電網能源結構，實現各種能源的有效利用，已成為當前研究的重點。水電發電成本低，調節靈活，能及時與風電、光伏發電形成能源互補，為新能源提供容量補償。風光互補發電并網模式可以提高新能源的開發利用，有效降低新能源并網對電網安全的不利影響，清潔能源發電的使用對未來電網具有積極意義。這種發電模式需要與相應的自動發電控制（AGC）策略相匹配。本文研究了風光互補發電AGC系統，探討了風光互補發電的可行性、AGC控制策略和軟件編程。本文的主要工作和成果如下：

（1）闡述了水流風光發電系統的實現模式。針對新能源并網的不穩定性，采用水電容量補償或對新能源有功功率進行適當限制，以保證電網有功功率的穩定性。建立了適用于三種能源并網方式有功功率控制的風-水聯合控制AGC系統的數學模型；建立了新能源并網AGC系統的數學模型，該模型僅適用于新能源并網的有功功率控制。

（2）闡述了風、光、水的有功功率分配策略，提出了加權平均功率預測方法，為風機有功功率控制提供了一種有效的方法。設計了基于遺傳算法的機組有功功率分配策略，以尋找最優的AGC機組組合方式和功率分配值。

（3）設計了一種基于ip9000平臺的風光互補發電AGC系統，并對其實現進行了詳細描述。