储能协助风电机组参与电网调频控制策略研究

风机通过电力电子设备连接至电网,当转子动能与系统频率解耦,无法为电网频率变化提供惯性支撑,随着系统中风电比例的增加,系统频率稳定受到严峻挑战。文中提出一种变系数综合惯性控制方法,风机能够根据频率的扰动灵活调节输出功率;在此基础上,提出结合桨距角备用控制协同调频方法,通过对风速的分段处理,使风电机组参与电网调频具有针对性;为进一步优化风电机组调频性能,风电并网系统增加了储能装置,通过对风储系统惯性进行详细分析,提出了一种风储系统联合调频控制策略,采用模糊控制策略对中高风速区间风储出力分配制定相应的规则,实时调节储能出力系数。最后对风储调频策略进行仿真验证,结果表明,所提方法能有效改善风电机组调频效果,保证高比例风电并网的频率稳定。     

风电调频的控制参数选择及其影响分析

随着风电在电网中渗透率的提高,友好型风力发电场需要具备类似于同步发电机组的调频能力,为进一步提高系统的频率质量,有必要对风电调频的控制参数及其影响进行深入研究。风电机组的调频主要体现在降低负荷突变初期的频率变化率,同时减小系统稳定后的频率偏差,本文从减载、虚拟惯性、一次调频控制的角度找出了影响调频的控制参数,并定量分析各参数的大小对频率特性的影响。最后建立含风电的三端系统仿真模型,计算了不同的调频控制参数下风电机组的频率特性,仿真结果表明,通过对调频控制参数的合理设置,可有效的提高风电的调频能力,从而提高系统的频率质量。     

考虑风电参与调频的区域电网频率控制

主要研究考虑风电参与电网调频下的区域电网频率控制。将传统区域模型中的频率输出作为风电惯性环节和一次调频环节的输入,建立了含风电的区域电网数学模型。在此模型基础上研究风电机组对电网频率恢复的贡献,并且通过粒子群算法优化比例积分控制器参数,改进比例积分控制,使其适应包含风电的区域电网。通过仿真对比风电未参与调频、区域一风电参与调频和两区域风电参与调频三种情况下系统频率和区域控制偏差的恢复情况。得出当电力系统发生扰动时,风电参与系统调频能够减少系统频率动态极值,对电力系统的稳定和安全具有积极意义。     

风电机组参与一次调频的改进控制策略∗

风电机组常采用下垂控制和虚拟惯性控制参与电网一次调频,现有研究表明下垂系数和惯性系数设置不合 理会影响调频的效果,因而提出一种基于多目标优化控制参数的改进控制策略.基于频率波动的平均频率偏差值,同 时考虑频率趋于稳定的时间等影响调频效果的因素,构建惯性/下垂控制参数设置的多目标优化模型,采用遗传算法 求解最优参数组合,通过与以最大频率偏差值为优化目标的调频结果进行对比,验证了所提方法在综合优化调频效果 方面的有效性和优越性.     

风储联合调频下的电力系统频率特性分析

风电高渗透率下,电力系统对风电场频率调节能力提出了技术要求.考虑风机惯性控制和变桨距控制的频率响应能力,提出将储能与风电自身调频手段相结合,参与系统频率调节.利用储能的柔性控制作用,弥补风电机组自身惯性控制时间短和变桨控制响应慢的不足,提高了电力系统频率稳定性.在风电场和储能系统频率特性模型的基础上,建立了风储联合调频下电力系统的频率特性模型,对比分析了风电调频、储能调频和风储联合调频下的电力系统频率特性,以及储能的容量配置需求.算例分析表明,风储联合调频需求的功率和容量仅为储能单独调频的67％和11.1％,降低了储能配置成本,提高了储能参与风电调频的经济可行性.     

双馈风力发电机组虚拟惯性控制研究

基于电力电子变频器控制的双馈风力发电机对系统惯性几乎没有贡献,当双馈风力发电机组接入电网后,几乎不参与电网调频。如何使双馈风电机组具备频率响应能力已成为目前的研究热点。文章首先推导了采用不同矢量控制技术的双馈风力发电机组详细数学模型,其次分析了双馈风力发电机组以不同方式接入电网后对系统惯性的影响,最后在DIg SILENT\Power Factory中建立了虚拟惯性控制模块,仿真分析虚拟惯性控制中关键参数对调频能力的影响。     

调频关键参数对电网频率特性的影响及其灵敏度分析

为应对高比例新能源接入给系统频率稳定性带来的不利影响,除开发新能源参与调频的控制策略外,还需提高系统自身的调频能力。系统调频关键参数决定了系统的调频能力,分析调频关键参数对系统频率响应指标的影响是选择调频关键参数、提升电网频率响应的关键。在频率响应模型的基础上,理论分析了包括惯性时间常数、调频死区、调差系数等频率控制关键参数对系统频率特性的影响。并对上述参数进行了灵敏度分析,确定了不同参数对频率响应指标的影响程度。利用电力系统分析综合程序(PSASP)建立36节点系统模型对理论分析结果进行了仿真验证,为调频关键参数选取提供了参考。基于研究结果对新能源参与系统调频的定位进行了分析。     

大规模双馈风电机组参与调频的电网自适应低频减载策略

大规模风电参与惯性控制和一次调频会对电网频率特性产生显著影响,而现有的低频减载方法尚未考虑该影响,可能引起频率轨迹失真和负荷切除不合理问题。鉴于此,以双馈型风电机组为例,研究将风电虚拟惯性响应时变特性参数和一次调频响应系统模型融入低频减载过程的方法,提出了改进低频减载策略和负荷切除决策模型。首先,通过求解含风电虚拟惯性响应的电网等效惯量(具有时变特性)、检测频率变化率,计算低频减载首轮起动时刻的实时功率缺额。然后,定量表征风电一次调频及负荷调节效应先抵消部分的实时功率缺额,剩余功率缺额则由自适应低频减载策略分批切除。最后,理论研究及算例分析结果表明,所提低频减载改进策略和模型能更客观地反映电网频率特性,负荷切除量明显更小,体现了大规模风电参与调频对低频减载的有益影响。     

高风电渗透率下的电力系统调频研究综述

受环境危机及能源危机影响,全球风电发展迅速,风能发电在一次能源发电中所占比例越来越高。大规模风电接入对电力系统的频率稳定构成了严重威胁。首先介绍部分风电发达国家对风电机组参与电力系统有功功率控制及调频的要求。接着对大规模风电并网对电力系统频率稳定的影响进行分析。从风电机组为电力系统提供惯性支撑、一次调频及综合提供惯性支撑和一次调频三方面进行调研总结。最后对应用大规模储能技术及需求侧管理技术提高高风电渗透率电力系统频率稳定性方法进行综述分析。     

考虑系统阻尼和频率特性的机组参数优化策略

波动性、随机性风电的大规模并网降低了系统的阻尼水平和频率响应性能,制约了风电渗透率的进一步提升。高风电渗透率场景下,火电机组的惯性时间常数对系统动态稳定特性和调频特性有相矛盾的作用。为了实现系统的综合特性最佳,文中提出了一种通过需求层次分析模型确定协调优化目标函数中各指标的权重系数,进而对机组参数进行优化选择的策略。该策略能够实现对系统不同性能进行侧重性优化,可以在不降低系统动态稳定水平的前提下提高系统的调频能力。仿真结果表明该策略能不同程度地提高系统的阻尼和调频能力,并且在不同渗透率水平下优化效果稳固可靠,增强了电网的外送能力和消纳风电的能力。     

电力系统应急通信电源装置的研制

为提高通信设备应急保电工作的效率,保障各变电站及各县、市供电局通信设备后备电源供电可靠性,针对通信保电工作模式存在的问题,研制了电力系统应急通信电源装置。并对装置进行了性能测试。应用结果表明：该装置有效地解决了应急通信设备保电工作中设备接线速度慢,可靠性、稳定性差的问题,简化了应急保电工作步骤,便于应急保电工作人员操作。     

一种新型高功率因数软开关电源

提出了一种新型高功率因数软开关小功率电源的设计方法,讨论了基于ML4803芯片控制的功率因数校正电路及无源无损的软开关DC/DC变换器。DC/DC变换部分采用了新颖的双管正激软开关技术,在不使用辅助开关管的情况下实现了开关管的零电压开通和关断,并成功研制了48V/10A的实用小功率电源模块,使其具有动态响应快、高功率因数、高效率及体积小等优点。     

电网中无功功率补偿

阐述了电网中的无功损耗、并联电容器补偿的作用原理、无功补偿方式及补偿容量的计算。只有做到合理补偿无功功率,才能有效地维持和稳定系统电压水平,从而降低有功损耗,提高系统供电效率。     

power games [power Olympics]

From the moment that International Olympic Committee president Jacques Rogge announced in July 2005 that the UK, or, more accurately, London, was to host the 2012 Olympics, the race was on to ensure that the electrical infrastructure in east London could support the requirements of the proposed high-tech 2.5sq km Olympic Park.     

Developing static reactive power compensators in a power systemsimulator for power education

This paper describes a newly installed laboratory module microcomputer-based static reactive power compensator (SVC) in detail to teach students how an SVC affects system voltage, load balancing, power factor, and transmission line losses. The SVC is merged into an old power system simulator for extensive power engineering education. The structure of the SVC is thyristor controlled reactors with fixed capacitors (TCR-FC). Two control algorithms, feedback control and feedforward control, are developed and compared. For the purpose of program flexibility and portability, a VME-Bus based microcomputer is used to synthesize the controller of the SVC. Several suggested experiments are given to show the effects of the SVC on distribution system compensation. The SVC greatly promotes the performance of the power system simulator     

含线间潮流控制器的电力系统联合潮流计算

线间潮流控制器(IPFC)能实现线路间的潮流转移和分配,可用于解决电力系统中潮流不均引起的一系列问题,具有较大的应用潜力和价值。为评估IPFC工程应用价值,需实现含IPFC的大系统潮流计算,但目前我国多用于电网规划设计的大型电力系统分析软件中没有开发IPFC模型。为解决上述问题,提出了一种基于Matlab与PSD-BPA的含IPFC电力系统的联合潮流计算方法。首先推导了IPFC功率注入模型的数学表达式,并设计了Matlab与BPA联合潮流计算的计算框架,由Matlab进行IPFC求解计算,BPA进行大电网潮流计算,通过数据交换接口完成两种仿真软件的交互与交替求解。进一步对IPFC功率注入模型进行改进,提出了一种基于PI控制器的变步长潮流迭代策略提高了计算方法的收敛性。以南通西北片电网为例,对提出方法进行了仿真验证,计算结果表明了提出方法的正确性和有效性。     

混合电源及功率预测系统在风电并网中的应用

随着风电场装机容量的不断增加,解决大规模风电场并网对电网稳定性的影响问题就显得尤为重要。考虑到风能的特点及我国能源的地理分布情况,首先介绍了风电-火电"打捆运行"为电力系统供电的联合运行方式,通过调节火电厂的输送功率对风电进行调度,以实现电网的稳定及对风能接纳能力的最大化。其次,提出了多尺度选择的风电功率预测及误差校正方法,根据不同尺度的风电功率变化规律,可实现对风机组、电力系统的控制,以便于风电调度。最后,配以合适的储能装置、无功补偿设备可进一步增强电网的稳定性。通过假设的算例进行了验证和分析,具有一定的适应性和实用性。     

考虑风电不确定性的配电网区间潮流计算

高渗透率风电的接入使得配电网三相潮流计算需要考虑更多不确定因素,传统的潮流计算方法面临严峻挑战.文中基于区间分析理论,采用区间数对风力发电系统出力的不确定性进行描述与分析,并建立了考虑风电注入功率不确定性的配电网三相区间潮流计算模型.为高效求解所建立的配电网三相区间潮流计算模型,基于对传统非线性区间方程求解方法的分析与...     

风电场电能质量的评估

阐述了风电场对电网电能质量的影响,根据电能质量的相关规定,通过实例对风电场电能质量进行了评估,并提出了需要采取相应的措施,以保证公用电网电能质量达到国家标准要求.