高比例水电孤网的振荡抑制与快速调频协调策略

研究了在满足电网频率要求前提下高比例水电孤网的振荡抑制与快速调频的协调策略。首先定义了水电机组调频优先级指标,为水电机组的调频优先级进行排序。其次基于调频优先级指标提出了非调频水电机组的选取方法,确定了调频机组的调频控制策略。然后提出了机组的紧急控制延时计算方法,定义了调频机组的频率放大系数修正公式。最后利用实际算例验证了该策略的有效性,检验了调整切机延时系数和频率放大系数的效果。在不进行参数重新整定的情况下,实现了协调孤网的快速调频且减小了振荡,对高比例水电孤网的频率控制具有参考意义。     

单元机组控制策略对电网频率影响分析

探讨发电厂侧单元机组一次调频、OPC参数设置对孤网运行时电网频率稳定性的影响。通过对一起铝电网孤网运行时因低频造成的垮网事故进行分析,发现事故原因与单元机组一次调频限值设置不当,OPC控制策略设置考虑不周全等因素有关,并提出了改善措施。对单元机组一次调频、OPC控制策略等进行改善后,可有效提高孤网运行时电网频率稳定性。     

孤网高频问题的分析与控制策略研究

孤网高频事故对电网与发电机组安全运行会造成很大威胁,为了进行孤网高频问题分析,根据某孤网故障地区机组实际发电情况,构建了以锅炉、汽机、协调控制系统、数字电液调节系统和超速保护控制系统为基础的详细的孤网运行与控制仿真平台。通过仿真,较准确地再现了此地区孤网故障的整个过程;并得出了孤网高频失稳的原因,即一次调频限幅和OPC定值设置不当,以及功率控制环节与OPC动作冲突。在此基础上提出了基于广域测量数据的机网协调控制策略,该策略能使机组的功率指令跟随电网负荷变化,利于频率稳定。通过仿真验证了此控制策略能大幅提高孤网运行的稳定性。     

风电接入孤网后的频率控制策略

由于风电场容量相对于孤网系统容量较大,且不具备传统发电机组的调频功能,风电出力的随机波动特性势必会引起孤网系统频率的显著波动,严重影响孤网中设备的安全稳定运行。在总结及阐述孤网概念及已有频率控制方式基础上,研究并建立抑制风电接入后频率大幅波动现象的孤网频率控制策略,包括三次和二次频率调节策略,其中,三次调频考虑风电场短期和超短期出力预测进行含风电的协调调度,二次调频根据系统频率以及风电场出力趋势对常规电源和风电出力进行秒级至分钟级的调整。最后,通过建立含风电的孤网动态仿真模型,仿真验证所提出控制策略的有效性。     

地区电网火电机组孤网运行频率控制策略研究

地区电网在面对孤网工况时,机组如何进行频率调节以保证系统的稳定运行一直缺乏系统的指导。针对这一问题,在深入研究孤网运行形成时频率动态响应的基础上,提出了一种考虑孤网运行频率特性的控制策略。首先根据孤网运行的频率特性建立了适应孤网运行的仿真模型,并仿真分析了影响机组孤网运行频率响应的主要因素;然后提出机组孤网运行的一次调频和二次调频策略;最后以频率控制策略为指导进行了实际孤网试验,试验结果表明了该控制策略是正确有效的。所提出的频率控制策略适应性强,可作为各类型火电机组面对孤网工况时的控制指导。     

含自备电厂的钢铁企业孤网频率稳定控制策略

介绍了钢铁企业供电系统的结构特性,建立了自备电厂火电机组调速系统模型和负荷模型,其中负荷模型分为常规负荷模型和冲击负荷模型。针对孤网运行方式,提出了一种自适应频率稳定控制策略：实时监测系统运行状态和频率,并根据频率范围采取相应的控制措施。通过对自备电厂一次调频参数、二次调频控制等方面的研究,改善了孤网系统应对冲击负荷等小扰动的调节能力;通过实施可靠的就地低频减载（under frequency load shedding,UFLS）控制,可有效应对发生大扰动导致频率严重下降的紧急情况。仿真结果显示,所提出的控制策略能够保证孤网系统频率的稳定性。     

300MW火电机组孤网稳定运行控制技术

为解决受冰灾影响的桂林区域电网的安全供电问题,采取了国电永福电厂3号300 MW机组单机带孤立电网运行的策略.在工程实践中,采用DEH一次调频的频差修正回路进行频率控制方案,并对3号机组孤网运行的频率稳定和电压稳定进行了分析,提出了机组孤网运行时控制系统的技术改进措施;对机组孤网运行的过程曲线进行跟踪分析,发现了汽轮机转速调节过频的问题,通过对一次调频死区的调整使问题得到解决.以上措施的实施确保了火电机组单机带孤网运行的顺利进行.     

孤网频率稳定与控制策略研究

孤网稳定运行是防止电网大面积停电的最后一道防线。由于孤网运行方式与大型互联电网不同,研究孤网频率稳定与控制,对保障电力系统安全、可靠运行具有重要意义。简单介绍了孤网频率动态特性,分别对水轮机、汽轮机、锅炉的控制方式进行论述,分析了一次调频、OPC、高频切机、低频减载、二次调频对孤网频率稳定的作用。较全面地总结了近年来国内外孤网运行安全稳定控制研究现状及存在的问题和不足,并在此基础上对该领域今后的研究方向作了展望。     

汽轮机超速保护控制对电网频率的影响研究

在孤网运行状态下传统超速保护控制(OPC)由于汽轮机转速的较大波动会使汽轮机调节阀频繁动作,影响电网频率的稳定性.为此,以中间再热式汽轮机为例,建立了多区域单机无穷大系统仿真数学模型.通过对孤网运行状态下不同OPC保护定值对电网频率稳定性影响的仿真,提出了孤网运行状态下发电机组解列时适当提高OPC保护定值的措施,以及在OPC控制逻辑中增加并网、解列、孤网运行3种控制方式的方案.     

火电机组微电网运行控制策略

通过分析300 MW火电机组孤网DEH控制逻辑的原理和特点,结合火电机组在微电网运行中的调节特性和控制任务,提出了微电网方式下汽机DEH控制逻辑改进方案以及锅炉跟随方式的协调控制策略优化措施.实践表明,DEH控制系统中新增的死区一次调频回路,在协调控制系统的试验运行过程中,能使机组在微网运行方式下长时间保持功率负荷平衡及提供稳定的频率和电压.     

掺烧褐煤机组一次调频性能优化

针对掺烧褐煤机组参与电网一次调频时出现负荷响应滞后、积分贡献电量超标、经常出现反向调节的问题,通过分析试验数据及现场调试,提出了掺烧褐煤机组有关一次调频的优化控制方案,总结出一次调频优化调试过程中的技术要点,如汽轮机转速测量精度等。优化后的控制方案涉及到数字电液控制系统(DEH)、协调控制系统(CCS)等子系统,增加了DEH中一次调频前馈分量的实际负荷指令非线性修正,汽机主控中主汽压力偏差动态分离,即当一次调频动作时,汽机调门不会因压力偏差大而出现反向调节,导致积分电量超标。优化后的控制方案通过现场全负荷段的一次调频模拟试验和实际运行检验,达到了比较理想的效果。     

风-铝联合系统协同频率控制策略研究

对于含有大规模新能源接入的联网型高耗能工业电网,新能源功率波动势必造成联络线功率波动以及额外备用容量费用,不利于工业电网经济运行。为深入挖掘源荷两侧调频资源,基于IEEE标准两区域模型,提出一种考虑风 铝联合的源荷协同频率控制策略。首先,基于自饱和电抗器建立电解铝负荷有功功率消耗与直流电压的耦合关系模型。其次,基于电解铝负荷特性提出一种电解铝参与的电网辅助调频策略。同时考虑风机惯性控制的快速频率响应能力,将电解铝负荷与风电机组调频手段结合,联合参与系统频率调节。最后,仿真验证了所提控制策略能有效抑制孤立电网的频率波动,使电力系统具有更强的抗干扰性和更快的动态响应。     

基于多智能体的海上油气平台风-燃协调频率辅助控制策略

为了提高含风电的远海油气平台电网的调频能力,基于多智能体一致性理论,提出了一种以双馈感应电机为单元的风电场与海上油气平台燃气透平机组的协调频率辅助控制方法。将远海孤立电网视为多智能体系统,将风电场与海上油气平台燃气透平机组看作智能体,基于海上电力网络的拓扑信息构建多智能体系统通信网络,实现各智能体之间的信息交互;分别建立风电场和海上油气平台燃气透平机组的频率辅助控制多智能体模型,基于多智能体一致性算法给出控制器结构,基于多智能体通信网络实现风电场智能体与海上油气平台燃气透平机组智能体之间的频率协调控制;通过线性二次型最优控制对控制器参数进行优化。基于算例仿真验证所提控制方法的有效性,结果表明所提协调频率辅助控制方法能有效提高系统的频率调节能力,抑制频率波动。     

分析电力系统低频振荡的汽轮机控制系统模型

汽轮机控制系统引发了多起电网低频振荡事件,需要在分析低频振荡时考虑汽轮机控制系统模型。在对单元机组及其负荷控制系统的组成进行分析的基础上,给出了协调控制系统、汽轮机数字电液控制系统的数学模型;在对阀门结构、控制方式和流量特性进行分析的基础上,给出了考虑阀门流量特性的汽轮机模型。     

考虑最优运行点的超速风电机组调频控制策略

风电机组凭借超速控制预留备用容量,可以同时实现惯性响应和一次调频2个控制目标.传统的控制策略往往对机组的备用容量利用不足,尚未发挥出超速风电机组的最大调频优势.为此,在深入研究超速风电机组频率控制的基础上,分别分析惯性响应和一次调频与稳态运行点的关系,提出了考虑最优运行点的超速风电机组调频控制策略.该控制策略通过调频能量模型求解出不同风速下的最优运行点,充分利用风电机组的备用容量参与频率调整,以实现频率跌落速度、深度和稳态偏差之间的优化协调.在DIgSILENT中搭建系统仿真模型进行验证,结果表明所提控制策略能够改善不同风速下系统动态频率响应特性,同时可保证风电机组自身运行的稳定性.     

发电机调速附加控制对系统频率稳定的作用

研究了基于复合偏差功率反馈的同步发电机调速系统附加控制方法及其对频率稳定的作用。该方法克服了传统调速控制因转子质量惯性、负荷特性和转速测量死区而造成的控制延时,并且能精确地进行不平衡力矩补偿,从而在扰动初期能进行及时有效的频率稳定控制。对单区域系统的仿真结果表明,汽轮发电机组和水轮发电机组附加调速控制相比传统调速控制而言,减小了频率的偏移幅度,抑制了频率振荡的发生;提前了锅炉燃烧系统对负荷变化的响应时间,从而提高了机组一次调频的持续力;水轮机组的闸门开合次数及频率也都有一定的减小;降低了机械功率的超调和振荡。     

基于改进转子转速和桨距角协调控制的变速风电机组一次调频策略

风电机组参与一次调频缓解了传统同步机组的调频压力,但其调频性能受功率跟踪方法的影响,不利于系统频率稳定。为此提出了基于改进转子转速和桨距角协调控制的一次调频策略,在全风速范围内预留调频所需功率裕度,在系统频率波动时能够提供快速且持久的有功支撑,实现对风电机组静调差系数的整定。对比分析不同减载控制策略下机组疲劳载荷和损伤等效载荷,结果表明所提策略可有效降低机组的疲劳载荷,延长使用寿命。最后,通过仿真验证了所提一次调频策略的有效性,频率改善效果优于传统一次调频控制,提高了风电场参与系统频率调节服务的一致性和可预测性。     

超临界机组典型系统的控制策略

对超临界机组典型系统的控制策略进行分析,重点介绍超临界机组在协调控制策略上的改进之处,即选择合适的锅炉和汽轮机之间功率平衡信号、合理采用并行前馈控制技术、应用锅炉动态加速指令信号、引入非线性元件、引入汽轮机压力校正及实发功率修正系数。分别对给水、汽温调节及一次调频的控制策略进行介绍,认为在超临界机组控制系统设计中,只要统筹兼顾各子系统间的配合,采用改进的技术,就能满足超临界机组控制中负荷适应性与运行稳定性的要求。     

计及辅助服务的微电网源荷协同调频优化控制策略

针对含高比例新能源微电网中调频资源缺乏且源荷参与调频意愿较低而导致的系统频率稳定性下降问题,通过辅助服务机制激励风电机组与可控负荷提供调频辅助服务,提出一种计及综合经济效益最优的源荷协同调频优化控制策略。该策略根据双馈异步风电机组调频、可控负荷一次调频、柴油机惯量调频以及一次调频计算提供辅助服务的效益和成本,综合考虑微电网的调频经济效益及调频效果,利用深度信念网络优化双馈异步风电机组的减载率、虚拟惯量、下垂控制及可控负荷的控制参数,实现双馈异步风电机组、可控负荷及柴油机多时间尺度的协同调频。通过搭建高比例新能源微电网模型仿真验证了源荷协同调频优化控制策略的有效性,使源荷提供辅助服务后能获得最优经济效益以及较好的调频效果,可有效挖掘源荷提供调频辅助服务的能力。