電網(wǎng)友好型風電機組的自主減載控制與智能監(jiān)測技術結題摘要

本項目針對未來風電系統(tǒng)發(fā)展面臨的電網(wǎng)友好性問題、減載控制問題以及高效可靠監(jiān)測問題，對應展開三方面研究：基于Bladed的新型電網(wǎng)友好型機組的動力學特性與運行策略；基于載荷分析的機組自主減載控制方法；基于核心特征的仿生智能監(jiān)測技術。 目前，三方面內容均完成了預定目標，取得主要成果如下： (1）完成了新型電網(wǎng)友好型風電機組差動齒箱調速動力學建模，給出了系統(tǒng)總體結構和控制方案，并對該機組與傳統(tǒng)DFIG，DDSG等機組進行了詳細的性能對比，總結了各類控制方案的優(yōu)劣；進而設計了各種工況下機組的運行控制策略，包括最大功率跟蹤控制，減載荷控制、變槳控制等。最后對相應的控制方案及智能監(jiān)測技術提出了設計框架及建議方法，并給出了仿真驗證。 (2）提出了具有自主參數(shù)調整的柔性最大功率跟蹤控制策略。設計了一種改進的控制和極值搜索算法來構建新型MPPT策略，其基于風機的動力學模型設計非線性速度跟蹤控制器，可以進行理想的風輪速度跟蹤，且能為最大功率跟蹤模塊提供變化的風輪轉矩估計值?；谛滦团郎剿阉魉惴ǎ瑢鹘y(tǒng)查表法與極值搜索相結合，從而實現(xiàn)不依賴于風速和功率測量的在線智能參數(shù)更新。該方法對于機組減載具有積極的優(yōu)化作用。同時，基于記憶推理和參數(shù)整定設計混合獨立變槳方法，構建了大型機組自主減載控制新理論新方法。 (3）針對“風隨機性和不易測量”問題，提出無需風速測量的魯棒自適應跟蹤控制方法。建立了機組的雙質點模型，并在此基礎上進行了穩(wěn)定性證明和控制器設計，進而通過仿真實驗驗證了理論的可行性。在此基礎上，提出了混合估計理論，設計了高效的數(shù)據(jù)處理和狀態(tài)估計系統(tǒng)架構，構建了智能機組監(jiān)測機制。 本項目的研究成果為未來大型風電機組友好并網(wǎng)及控制監(jiān)測方法優(yōu)化提供了一定技術支持。 2100433B

風力發(fā)電是再生能源中安全性較高、規(guī)?；潭葟?、產(chǎn)出效益大的優(yōu)選能源形式，但其單機容量的快速增大和裝機總量的急劇膨脹，與日益嚴苛的高效、可靠、電網(wǎng)友好標準間的矛盾愈發(fā)突出。針對風電系統(tǒng)運行質量的優(yōu)化問題，本項目研究一種新型電網(wǎng)友好型風機，并研究如何通過控制和監(jiān)測手段，提高其系統(tǒng)運行效率和可靠性，從而使得快速擴容的風電能夠高效穩(wěn)定和可持續(xù)地發(fā)展。主要研究內容包括：(1)基于Bladed的新型電網(wǎng)友好型機組的動力學特性與運行策略；(2)基于載荷分析的機組自主減載控制方法；(3)基于核心特征的仿生智能監(jiān)測技術。本項目研究為增強我國未來風電機組的電網(wǎng)友好性，保障大型機組在減載、自主的控制與監(jiān)測體系下穩(wěn)步發(fā)展，提供了新理論新方法的參考。

要實現(xiàn)真正意義上的電網(wǎng)友好，必須加大對各項技術的研發(fā)，落實新技術應用的相關政策。電網(wǎng)友好技術的推廣機制是一個需要研究的重要問題。電網(wǎng)友好技術的研發(fā)應用具有周期長的特點，且具有“正外部性”，如何將電網(wǎng)友好的外部性內化，形成激勵相容的推廣機制，是電網(wǎng)友好技術能否真正發(fā)揮作用的關鍵。

在發(fā)電技術方面，應繼續(xù)完善新能源發(fā)電技術，實現(xiàn)其運行頻率控制、繼電保護配置、信息采集、自動化、通信、電能質量等的智能一體化發(fā)展。同時，隨著電網(wǎng)友好的發(fā)電技術研發(fā)、推廣應用，提高電網(wǎng)接納新能源發(fā)電的能力，實現(xiàn)低碳電力。進一步，針對傳統(tǒng)電廠，研發(fā)低成本改造升級技術，也將是下一步電網(wǎng)友好技術的研究熱點。

用電技術中亦可從負荷的諧波特性入手改善負荷特性，如盡量避免各種用電設備產(chǎn)生諧波、電壓畸變等；在改善負荷的時間特性方面，可進一步研究負荷的時間彈性。在控制裝置研發(fā)上，應著力研制低成本的智能控制裝置，在不影響用戶用電體驗的前提下，實現(xiàn)自主監(jiān)測電網(wǎng)實時信息，主動響應電網(wǎng)運行狀態(tài)，維持電網(wǎng)的安全、穩(wěn)定、經(jīng)濟運行。在平臺開發(fā)上，除全面考慮用戶的個性化需求外，還應為功能升級預留一定的空間。 2100433B

《智能電網(wǎng)廣域監(jiān)測分析與控制技術研究》在內容定位上，突出技術先進性、前瞻性和實用性，全書共八章，主要內容包括：廣域監(jiān)測發(fā)展現(xiàn)狀研究，電力系統(tǒng)分析控制原理，廣域監(jiān)測系統(tǒng)關鍵技術與數(shù)據(jù)處理，廣域智能控制能保護技術，電力系統(tǒng)廣域動態(tài)穩(wěn)定控制，基于WAMS的電力系統(tǒng)檢測技術以及基于WAMS電力系統(tǒng)的電壓穩(wěn)定性控制，最后列舉幾個電力系統(tǒng)實例?！吨悄茈娋W(wǎng)廣域監(jiān)測分析與控制技術研究》知識體系結構嚴謹，極具參考借鑒性，便于讀者在掌握理論知識的同時更好的將其應用于實踐之中，希望能為我國電力系統(tǒng)的廣域監(jiān)測與控制貢獻一分力量。

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