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An Assessment of the Impact of Wind Generation on System Frequency Control

An Assessment of the Impact of Wind Generation on System Frequency Control. Adviser ： Dr. Yuan-Kang Wu Student ： Po-Kai Lin Date ： 2013.05.08. 1. 1. I. 介紹. 1. 控制系統的頻率在電力系統的重要性 2. 頻率的控制在獨立系統的挑戰性 3. 不同的國家有不同的風機發展 ex: 風力渦輪機、同步發電機 4. 定速風力渦輪機 ex: SCIG 5. 變速風力渦輪機 ex: DFIG

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Presentation Transcript

  1. An Assessment of the Impact of Wind Generation on System Frequency Control Adviser：Dr. Yuan-Kang Wu Student：Po-Kai Lin Date：2013.05.08 1 1

  2. I.介紹 1.控制系統的頻率在電力系統的重要性 2.頻率的控制在獨立系統的挑戰性 3.不同的國家有不同的風機發展 ex:風力渦輪機、同步發電機 4.定速風力渦輪機 ex:SCIG 5.變速風力渦輪機 ex: DFIG 6.風力技術的條件克服 ex:氣候、地形

  3. II. 風能與動能儲存 1.風機轉速:15～19轉 2.系統額定風功率輸出，一般不存在額外的風機系統中 3.風總量在任一時間的產生必定是個變量 4.動能在系統之間的傳遞與損耗

  4. 圖1. 渦輪營運數據 圖2. 愛爾蘭風電廠

  5. III. 模型框架 A.型號配置和輸入: 1.新式風機與傳統風機比較 2.可靠度 3.成本考量 B.調度模型:在每小時中，系統上運行的工作量&儲存電量 1.Linear Programming(LP值) 2.風機的工作點需為分立，且是否開啟或關閉

  6. C.動態系統模型:評估系統可能做出頻率反應的嚴重事件 ex:風機的功率損失 1.簡化發電機負載模型:在額定功率下，每一個發電機模型處於 穩定狀態的輸出功率是固定的 2.簡化風力發電機模型 D.輸出數據:系統的關鍵指標為動態性能被儲存，包含大、中、 小的交流頻率流過保護電路之分析

  7. IV. 測試系統與模擬場景 1.本文以愛爾蘭島為舉例，其為小型獨立系統，互連頻率為50Hz 2.Open Cycle Gas Turbine(開放式循環燃氣輪機) Combined Cycle Gas Turbine(聯合循環燃氣輪機) 3.Atomic Generator Control(自動發電控制) Primary Operating Reserve(主要營運儲備) 4.電力儲能的提升以及發電功率的提升

  8. HVDC 高壓直流輸電HVDC（High Voltage Direct Current） 在輸電過程中，HVDC技術的電能損耗低於傳統交流輸電技術的損耗，同時HVDC需要的傳輸線纜更少，能減少占地。由於交流和直流電間的轉化需要特殊的設備，因此HVDC一般在遠距離輸電時才體現出經濟效益

  9. 頻率納迪爾結果 以最低點頻率49.3Hz舉例

  10. V.討論 1.雖然目前市面上SCIG為要，但DFIG也急起直追 2.渦輪機的轉速&效率轉換為風機重點 3.未來在更高頻以及更高變化率的系統結合電網的連結需改善 4.SCIG混合變速恆頻可減輕頻率控制的缺點 5.調整風場可保護風機的內部電路

  11. VI.結論 1.本文以時間及歷史記錄之交錯分析，記錄風機之特性 2.針對愛爾蘭島的”全島”系統，電網的串連及維護 3.未來電力系統及更高等的電網系統，將是營運商的成本挑戰 4.低風力發電的水平，有較大的儲存發電機組資源可用

  12. THE END Thanks for Your Attention 13 13

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