双馈变速抽水蓄能机组在风电电网调频中的控制策略研究

"变速抽水蓄能机组参与含风电电网的调频控制研究" 这篇毕业论文主要探讨了在“双碳”目标驱动下，中国电力系统向以风电为代表的新能源为主体转变过程中，如何利用变速抽水蓄能机组来解决大规模风电并网带来的电力系统惯量降低和频率调节能力减弱的问题。抽水蓄能电站因其电动和发电的双重功能，对于维护电力系统的稳定运行和提升可再生能源消纳具有重要意义。特别是采用双馈电机的新型抽水蓄能电站，其转速可调，能够更好地适应新能源出力的波动性和间歇性。 论文首先建立了包含变速抽水蓄能机组的电网仿真模型，深入研究了变速抽水蓄能机组的建模。该机组由水泵水轮机、调速器、双馈电机和变流器组成。考虑到水泵水轮机功率响应速度较慢，论文提出了功率优先和转速优先两种控制模式，根据机组的不同运行状态选择合适的控制策略，以实现快速功率响应，满足电网调频的需求。同时，论文还建立了其他调频机组的调速器和原动机模型，分析了电力系统的功率-频率关系。 其次，论文提出了变速抽水蓄能机组与风电机组协同参与电网一次调频的优化控制策略。在考虑经济成本和新能源消纳的前提下，运用模型预测控制（MPC）方法，优化了一次调频过程中的有功功率分配，提升了调频性能。通过建立系统状态空间方程，结合抽水蓄能机组和风电机组的运行限制以及调频功率平衡约束，论文旨在最小化调频成本，对抽水蓄能机组功率变化量和风电机组桨距角变化量进行优化控制。最后，通过MATLAB/Simulink仿真平台验证了所提策略的有效性，仿真结果显示，提出的策略在调频效果和经济性上均表现出优越性。 这篇论文研究的核心在于如何通过先进的控制策略，利用变速抽水蓄能机组和风电机组的协同作用，提高电力系统的频率调节能力和新能源的消纳水平，为构建高比例新能源电力系统提供了理论支持和技术解决方案。