風(fēng)電場頻域等效模型方法研究

13520字 34頁 原創(chuàng)作品，已通過查重系統(tǒng)

摘 要


隨著環(huán)境的不斷惡化，資源的匱乏等問題的出現(xiàn)，風(fēng)力發(fā)電由于其利用成本低廉并且技術(shù)成熟等優(yōu)勢，風(fēng)力發(fā)電成為了我國大力建設(shè)發(fā)展的可再生能源之一。但由于風(fēng)能本身并不具有絕對的穩(wěn)定性，并且還存在一些不可預(yù)見性，使得大規(guī)模風(fēng)電的集中接入會(huì)給電力系統(tǒng)帶來安全穩(wěn)定和運(yùn)行調(diào)控等問題。在進(jìn)行含風(fēng)電電力系統(tǒng)進(jìn)行分析時(shí)，需要尋求到能夠準(zhǔn)確描述并網(wǎng)風(fēng)電場等效的數(shù)學(xué)模型，用以研究風(fēng)電場對電力系統(tǒng)的影響。
本文主要研究了風(fēng)速的模型以及風(fēng)電場功率的數(shù)學(xué)模型，在進(jìn)行風(fēng)速模型的建立過程成，我們采用了較為常規(guī)且主流的“四分量”模型來建立自然風(fēng)速模型，即將風(fēng)速劃分為基本風(fēng)，陣風(fēng)，漸變風(fēng)，隨機(jī)風(fēng)（紊流）這四個(gè)分量，來模擬實(shí)際風(fēng)電場中的風(fēng)速。在計(jì)及尾流效應(yīng)，時(shí)滯效應(yīng)，塔影效應(yīng)和風(fēng)切變這些空間影響因素時(shí)選取了更具普遍性的Jensen模型來建立模型，并以4 4 的風(fēng)機(jī)的風(fēng)電場為例進(jìn)行計(jì)算分析，來描述風(fēng)電場的建模流程，并以此來驗(yàn)證，這種建模方法的實(shí)際可行度，以及這種建模方法，相比實(shí)際風(fēng)電場的時(shí)域模型，能否得到更大程度上的簡化。
基于上述模型，本文對風(fēng)電場系統(tǒng)進(jìn)行了簡單的仿真分析，提出了根據(jù)風(fēng)速——輸出功率來建立風(fēng)電場頻域模型的方法，建立了“正風(fēng)速”模型，并且又建立了“負(fù)風(fēng)速”模型來等效槳距角控制器的動(dòng)作。這兩個(gè)模型共同組成了風(fēng)電場頻域等效模型。在此模型下只需進(jìn)行頻譜運(yùn)算和時(shí)域——頻域轉(zhuǎn)換便可獲得相應(yīng)的功率輸出，或者其對應(yīng)的風(fēng)速。



關(guān)鍵詞:風(fēng)電場，頻域模型，等效風(fēng)速，槳距角