基于RTDS的云南电网与南方电网主网异步联网运行控制特性分析

云南电网与南方电网主网异步联网后电网结构与特性将发生重大变化,频率问题将成为电网运行的主要风险。基于南方电网交直流并联实时仿真平台,搭建了云南电网和南方电网主网异步联网运行方式下的交直流仿真系统。考虑机组一次调频、直流频率限制控制器、安全稳定控制等频率控制手段,对异步联网后系统大扰动下云南电网的频率响应及直流控制响应进行了全面的仿真分析。通过与现场验证试验对比,优化机组调速系统与水轮机模型,提高了仿真系统对南方电网异步联网运行控制特性模拟的精度,为推进云南电网和南方电网主网异步联网工程提供了技术支持。     

南方电网储能联合火电调频技术应用

为更好地指导储能联合火电调频工程的建设应用,推动中国南方区域辅助调频市场的发展,阐述了中国南方电网储能联合调频工程建设和运行情况,重点分析了储能系统调频效益及对电网系统稳定的影响,得出的主要结论是:储能系统对机组的轴系扭振模态、电力系统稳定器功能、一次调频等基本无影响,采用重复控制等谐振抑制技术后储能谐波含量能控制在1％以下.储能联合调频能显著提高机组综合调频性能指标和调频里程,增加调频里程补偿收益,经济效益可观.     

计及电动汽车辅助调频的负荷频率控制联合优化

当电动汽车利用车网互动(V2G)技术参与电网一次调频时,其下垂控制特性会影响原负荷频率控制的调频性能。基于此,提出了一种计及电动汽车辅助调频的负荷频率控制联合优化方法。建立了含电动汽车的多区域多机组系统的负荷频率控制模型;在此基础上,针对电动汽车电池特性及二次调频出力的有效工作范围,考虑系统内机组的特性等,以时间乘以误差绝对值积分(ITAE)为目标函数,建立了电动汽车辅助调频与传统机组二次调频的联合优化模型,并利用粒子群优化算法进行求解。在MATLAB/Simulink中针对阶跃负荷扰动及长时间随机负荷扰动的情况,对联合优化前、后系统的动态响应进行了对比分析。仿真结果表明:所提联合优化方法能有效地改善负荷频率控制的稳态响应速度、优化系统的调频性能,并且能够保证用户对电动汽车的用电需求。     

电力市场的区域调频责任偏差交易机制

提出了区域电力市场下区域调频责任偏差的概念及其交易机制。作为电力市场中的辅助服务产品,区域调频责任偏差为调频能力较强的区域提供了获得合理利润的交易方式。通过市场手段,区域调频责任偏差可促进和引导各区完成自身的频率控制责任,从而激励区域改善原有机组的技术条件和备用容量水平,为解决系统高峰低频和低谷高频、区域博弈行为及推进评价标准的实施提供了行之有效的途径。理论分析和算例表明,该交易机制符合互联电网的运行特点,且能够体现市场机制对频率调节的促进作用。     

基于波动性分析的调频辅助服务需求计算与应用

调频辅助服务需求是电力系统调度运行中调频辅助服务调用的基础数据,更是调频辅助服务市场的交易标的,准确计算该需求是组织调频辅助服务市场交易的前提。提出了基于波动分布图的数据波动性分析方法和基于"二八原则"的数据波动性评价指标计算方法;根据调频辅助服务需求的物理概念,设计了基于波动性分析的调频辅助服务需求计算方法,实现了风电、光伏等新能源参与下电力市场调频辅助服务需求的规范化计算框架。以该计算方法在某省电网调频辅助服务管理系统中实际应用的效益为例,验证了该计算方法能够满足电网实际运行要求,为新能源参与消纳提供了良好条件,提升了调频辅助服务资源利用率。     

调频辅助服务市场环境下频率控制技术研究

随着调频服务市场化的逐步推进,现有的频率控制策略已经不适应市场化的运行要求,因此,需要对现有的控制策略进行改进。从市场角度出发,提出了市场环境下频率控制策略的整体架构,包括调频辅助服务市场机制、调频容量需求实时计算方法、市场环境下的频率控制策略及机组调节性能评价指标。在某省级电网进行了试验,结果验证了该方案的有效性。     

南方区域统一调频辅助服务市场建设路径与机制设计

为进一步深化南方区域电力辅助服务市场化改革,打破省间壁垒,使调频资源在更大范围进行优化配置,有必要加快南方区域统一调频辅助服务市场的规划建设。为此首先阐述南方区域统一调频辅助服务市场的建设路径和目标,分析市场设计中需要面临的关键问题,并对统一调频辅助服务市场组织实施全过程进行设计,最后提出统一调频辅助服务市场下一阶段发展的政策建议。通过算例和试运行结果可以看出,统一调频辅助服务市场运行平稳有序,市场规则的适用性和参数设定的合理性满足预期目标,为下一步转入结算试运行打下良好基础。     

考虑调频补偿效果的区域综合能源系统调频服务优化策略

辅助服务对维持含有高比例可再生能源电力系统的安全稳定运行至关重要。含有储能设备的区域综合能源系统作为优质调频资源,可以有效调节可再生能源接入电力系统后导致的不可忽略的频率偏移,帮助解决电力系统频率稳定性问题。文中建立了在市场机制下考虑调频补偿效果的区域综合能源系统运行优化模型,并采用YALMIP+CPLEX在MATLAB中进行了仿真分析,求得了不同调度模式下的总运行成本。通过采用实际运行中的宾夕法尼亚—新泽西—马里兰(PJM)调频市场模型和参数来指导区域综合能源系统中调频资源的优化配置,在电能与调频服务市场收益之间进行权衡,实现了利润的最大化。     

区域电力市场下AGC控制模式研究

提出在区域电力市场环境下二次调频控制的三种模式。自动发电控制(AGC)作为一种重要的辅助服务,用于补偿随机事件引起的功率不平衡、承担系统频率调整任务并维持区域电力系统内的联络线交换功率在要求的范围内。通过对互联系统频率控制建立基础模型,重点分析了采用FFC—TBC控制模式的华东电网频率静态、动态响应,结果表明该模式符合区域电力市场环境运行特点的要求。     

储能参与百色区域电网AGC调频仿真分析

随着风电、光伏等波动性强的可再生电源接入百色区域电网，系统的频率稳定面临严峻的挑战。储能具有响应速度快、调节灵活等优点将成为区域电网辅助调频的重要手段。首先建立了包含火电机组、储能、网机接口、联络线在内的区域电网频率调节模型，然后根据实时的区域控制偏差（Area control error,ACE）信号生成系统调频需求，并利用MATLAB/Simulink仿真平台对所提模型进行仿真。结果表明系统受到扰动后，储能参与系统自动发电控制（Automatic Generation Control,AGC）调节能够有效改善区域电网的调频效果。     

电热水器负荷参与一次调频下考虑机组最小调频容量约束的优化调度

大规模新能源发电机组并网替代了部分常规火电机组，致使当前确定的一次调频备用容量无法满足系统发生大扰动下的充分性要求。随着智能电网的发展，以电热水器为代表的需求侧响应资源是极佳的调频备用，利用补偿机制刺激其积极参与系统一次调频，并构造了计及系统惯性、调速器爬坡率、调频死区和电热水器负荷的一次调频动态响应模型，形成机组最小一次调频容量的约束条件。在考虑机组一次调频容量安全约束前提下，将一次调频辅助服务成本纳入系统运行成本中来，以运行成本最小构建目标函数并利用Matlab-Yalmip-Cplex进行优化求解。最后基于改进型的IEEE-30节点标准测试系统算例验证所提模型的有效性和安全性，也验证了电热水器负荷能在频率事故初期快速响应，有效降低频率偏差。     

不同类型储能电源参与电网调频的效果比较研究

保持频率稳定是电力系统正常运行的基本要求。未来,储能电源将成为电力系统中必不可少的辅助调频手段。为比较不同类型储能电源参与电网调频的效果,以常用的电池储能电源(BESS)、电容器储能电源(CES)和超导磁储能电源(SMES)为研究对象,建立了包含储能电源的经典两区域电力系统模型;提出储能电源参与电网调频的运行模式为有功/无功功率(PQ)控制;最后,通过模拟两种不同的负荷扰动,分析了自动发电控制(AGC)-BESS、AGC-CES、AGC-SMES和仅含AGC四种组合方式参与电网调频的控制效果;同时,对后续研究工作进行展望。     

基于AGC调频分区控制的光储联合系统参与市场投标策略

为充分发挥光储联合系统提供调频辅助服务的能力、提高联合系统的收益,提出了一种基于自动发电控制(automatic generation control,?AGC)调频分区控制的光储联合系统参与市场的投标策略。首先,考虑了光储系统运行特性和电网频率波动不确定性,提出了光储系统参与能量-调频市场的日前-实时两阶段交易方法。其次,提出了光储系统参与AGC的实时调频控制方法,根据区域控制偏差所处控制域动态分配光储系统所承担的调节量。然后,构建了光储联合系统参与电力市场的多时间尺度投标优化模型,其中日前市场考虑了潜在的实时能量偏差,实时市场利用滚动优化方法反馈校正多种不确定因素。最后,通过算例分析验证了该策略在充分考虑电力系统频率安全稳定的前提下,使利润增加了14.9%,显著提高了光储联合系统的收益。     

国外典型调频辅助服务市场综述与启示

调频辅助服务对于维持系统频率稳定、保障系统安全可靠运行具有重要意义.目前,我国调频辅助服务产品类型简单,多采取固定价格结算,不利于调频资源的优化配置.深入研究了美国PJM、英国和北欧3大成熟电力市场的调频辅助服务市场的产品类型、运行方式、价格及结算机制,对比分析了上述3个典型调频辅助服务市场的特点.在此基础上,结合国内实际情况,提出了对国内调频辅助服务市场发展的建议,以期对国内调频辅助服务市场建设提供有益借鉴.     

美国调频辅助服务市场的调频补偿机制分析

合理的补偿机制是调频辅助服务市场正常运行的重要保障。为进一步促进调频资源的优化配置,美国调频辅助服务市场引入了基于调频效果的补偿机制。文中对比分析了美国宾夕法尼亚—新泽西—马里兰州、加利福尼亚州、纽约、新英格兰和中西部电力市场区域的最新调频补偿机制,包括补偿结算规则、调频里程与调频性能指标的计算方法等。最后,结合当前国内电力体制改革的现状提出建立调频辅助服务市场和调频补偿机制的相关思路和建议。     

电池储能参与电网一次调频的优化综合控制策略

为研究电池储能系统(Battery Energy Storage System,BESS)参与电网一次调频的高效性控制策略.本文在对电力系统调频需求进行分析与储能电池荷电状态(State Of Charge,SOC)考虑的基础上,提出一种兼顾电网调频需求与储能电池SOC状态的一次调频综合控制策略,给出不同荷电状态下的控制策略下垂系数自适应优化与均衡调节控制方法,实现了储能电池参与一次调频的自适应调整与状态均衡,并基于含储能电池的区域电网调频仿真模型,分别在阶跃扰动与连续扰动下对所提控制方法进行仿真分析.结果表明,所研究控制策略在电力系统频率调节与电池SOC保持方面均具有较佳的效果.     

天生桥水电站参与南方电网自动调频的探讨

随着南方电网的不断发展，电网调频工作日益艰难。天生桥水电站作为南方电网的枢纽发电厂，参与南方电网自动调频对保持和提高南方电网的频率质量具有重要意义。章对天生桥水电站参与南方电网自动调频的可行性进行了探讨，并提出了天生桥水电站出力应由南方电网总调AGC系统控制，机组发电出力由南方电网总调远方设定，当地只作监视不作控制等相关方案。     

基于直流互联的交流电网频率稳定控制研究

直流互联交流电网已经成为解决大电网互联问题的一种有效手段。互联交流电网的直流联络线可以实现区域备用互补,提高电网运行经济效益,并改善电网受到扰动后的频率波动情况。该文基于直流联络线控制提出一种用于互联交流电网频率支援及恢复策略。该策略可以实现事故时的紧急功率控制,减小交流电网事故后的频率急剧下降和波动。同时,在事故后参与到电网恢复过程,起到保障电网在安全频率范围内运行和加速电网频率恢复的作用。最后,通过仿真软件PSCAD/EMTDC进行仿真验证,结果表明所提策略充分利用了直流调频能力,提高了互联电网的经济性和稳定性。     

考虑储能调频死区的一次调频控制方法

提出一种考虑储能调频死区的综合一次调频控制方法。通过对常规机组调频死区机理分析,定义储能参与调频的死区限制,为充分发挥储能快速、精准响应在电网调频中的潜力,将储能调频死区的界限设置在常规机组死区的范围内,有效改善电网频率质量,并避免常规机组参与调频的频繁动作;通过分析虚拟下垂与虚拟惯性控制对电网频率的影响,提出一种将二者合理结合的控制方法,依据系统调频需求,选择相应的控制策略,以实现两种控制策略的协调运行及优势互补;为了约束储能功率输出,对虚拟下垂与虚拟惯性控制采用基于logistic函数的自适应控制规律,从而避免荷电状态(SOC)耗尽或饱和现象的发生。最后利用Matlab/Simulink对典型区域电网进行了仿真证明,结果表明所提控制策略可以有效改善频率质量,同时能明显减少常规机组的动作比例。     

西北电网一次调频试验分析

针对西北电网地域宽、线路长、电源点和受电用户较为分散,水电机组装机较多等特点,制定西北电网一次调频整体联调试验方案,实际测试一次调频对电网频率扰动的抑制作用,分析了西北电网在有/无一次调频功能、有/无自动发电控制(AGC)、正向/负向频率阶跃扰动等不同组合方式时的动态响应.根据试验结果分析研究,得出水火电机组一次调频的差异及协调动作的建议,以及一次调频和AGC协调配合问题.试验结果为西北电网的优化运行、应对突发事故、改进区域电网的运行方式提供技术依据,也为<西北电网直调发电企业管理考核细则>的实施和西北电网AGC控制方案提供技术支撑.