微型燃气轮机微网控制策略

为实现微型燃气轮机"以热定电"的特点,在联网运行时对每台燃气轮机采用PV控制。为实现微型燃气轮机的即插即用,孤岛运行时采用基于P/f和Q/V下垂特性的对等控制,在负荷变化时仅利用各台微型燃气轮机本地信息进行协调控制分配负荷,并满足负荷对电压和频率的要求。为了保证直流侧储能设备的运行安全,在有功下垂控制中,增加了功率输出限制环节。通过对微网孤岛运行模式和联网运行模式之间切换、孤岛模式下增减负荷达到燃气轮机出力极限的仿真和分析,证明了燃气轮机微网在联网与孤岛运行方式下控制方法的可行性和限制功率输出环节的有效性。     

基于双PWM换流器的微型燃气轮机系统仿真

根据单轴微型燃气轮机和永磁同步发电机特点,建立了使用双脉宽调制（PWM）换流器的微型燃气轮机发电系统动态仿真模型。为控制交直交变换器中电容电压和提高微型燃气轮机控制系统响应速度,模型中采用了参考负荷功率的PWM恒压控制方式。与采用二极管整流装置的微型燃气轮机系统相比,该模型可对永磁同步电机转矩和整流器直流电压进行协调控制,使得系统充分利用负荷功率变化的信息。仿真结果表明,该模型能够在负荷发生较大变化时满足负荷电压和功率的需要,并能够减小变换器间直流电压波动以及对直流电容的容量需求,使整个微型燃气轮机发电系统承受负荷冲击的能力大大提高。     

微型燃气轮机发电系统并网运行和孤网运行仿真

在微型燃气轮机和永磁同步发电机基础上建立了微型燃气轮机系统模型,在整流器侧采用电压外环电流内环双环控制方式对整流部分进行控制,在逆变器侧提出了P-Q控制策略和V-f控制策略,分别运用于微电网并网运行和孤网运行的两种模式,设计出了相应的控制系统.利用电力系统分析软件PSCAD/EMTDC分别对两种运行模式进行仿真,仿真结果表明:在并网运行时,微型燃气轮机并网逆变系统能够快速跟踪给定参考功率,实现了系统的并网P-Q解耦控制;在孤网运行时,微型燃气轮机能够快速响应负荷功率的变化,维持负荷电压稳定,说明了该模型具有较好的负荷跟随能力,能够承受负荷变化时的电压冲击.     

两类双模式微型燃气轮机并网技术方案比较

详细分析比较了2种不同结构微型燃气轮机的双模式运行特性和并网技术方案。首先从燃机结构、控制方法、双模式运行特性以及并网运行时对传统保护配置的影响等角度研究对比了2种微型燃气轮机的并网技术方案;然后通过算例仿真比较了不同10 kV线路故障下微型燃气轮机的动态特性。研究表明:Ⅱ型微型燃气轮机在外部系统故障情况下,提供的短路电流明显,影响到上级保护的配置和选型;Ⅱ型微型燃气轮机可以实现模式间的无缝转换,但模式转换条件相对Ⅰ型微型燃气轮机严格;Ⅰ型微型燃气轮机无法实现模式的无缝转换,但提供的短路电流较小,且并网运行时受其他10 kV线路故障冲击影响较小。     

30kW微型燃气轮机发电系统抗负荷波动仿真研究

针对30 kW微型燃气轮机发电系统存在运行不够稳定、功率分配不精确、抗负荷波动能力差的问题,在PSCAD中搭建了30 kW的微型燃气轮机发电系统的仿真模型,研究了恒功率控制和恒压恒频控制的特点。再结合恒功率控制和恒压恒频控制协调控制发电系统的运行,在并网和离网模式下解决了微型燃气轮机发电系统运行不够稳定的问题,并使负荷可以精确分配,提高了系统的抗负荷波动能力。     

光伏与微型燃气轮机混合微网能量管理研究

在分析光伏发电和微型燃气轮机动态模型及运行特性的基础上,研究了光伏与微型燃气轮机混合微网能量管理策略。基于光伏与负荷功率波动的频率特性,提出了变步长时间序列法预测光伏与负荷功率,控制微型燃气轮机输出。为了保证混合微网运行的可靠性和提高蓄电池的运行效率和工作寿命,提出了模块化的储能蓄电池管理模型。混合微网并网运行时,利用可控的微型燃气轮机平滑光伏功率波动,使混合微网成为一个可调度的功率源;孤岛运行时,储能蓄电池与微型燃气轮机共同补偿光伏与负荷功率的差额,实现微网的稳定运行。采用PSCAD/EMTDC和Matlab联合仿真,证明了本文提出的能量管理策略的正确性,同时可有效减小储能设备配置容量。     

基于MATLAB的微型燃气轮机建模与仿真研究

利用MATLAB软件中GUI程序,建立了包括微型燃气轮机进气管、压气机、换热器、燃烧室、透平、发电机等部件和性能参数换算模块的整体模型。计算了微型燃气轮机在不同环境温度、不同海拔高度下的发电量和发电效率,将发电量和扭矩等参数的测量值换算成标准大气条件下对应的数值,并将仿真结果和C30微型燃气轮机的标准数据进行了对比。结果表明:该模型计算准确,可用于研究环境变化对微型燃气轮机性能的影响规律,以及评估微型燃气轮机性能的优劣,为新型燃气轮机的研发和优化设计奠定了基础。     

基于H_∞混合灵敏度的微电网频率控制

微电网有功功率的不平衡将导致微电网频率波动,为平抑微电网频率的波动,提出了控制微型燃气轮机的功率来使微电网功率平衡的方案。分析了微电网功率平衡原理,在建立了微电网模型后,基于H∞混合灵敏度原理设计了鲁棒控制器,使微型燃气轮机输出功率跟随负荷变化,进而平抑频率波动。算例仿真结果验证了所提方法的有效性。     

微型燃气轮机发电系统LVRT特性分析研究

为了研究微型燃气轮机发电系统的低电压穿越能力,建立了包括微型燃气轮机、永磁同步电机、传动链轴系和全功率换流器在内的微型燃气轮机发电系统详细的动态模型,对配电网深度电压跌落情况下的微型燃气轮机发电系统的运行特性在PSCAD/EMTDC中进行了仿真分析,仿真结果验证了模型及控制方式的正确性和有效性,表明微型燃气轮机发电系统在配电网电压跌落期间具备很好的低电压运行能力。     

基于改进模型预测控制的电气系统新能源功率波动平滑策略

针对新能源功率波动问题,制定了聚合温控负荷与微型燃气轮机共同抑制电-气互联系统联络线功率波动的调控策略。首先,将波动功率进行经验模态分解,然后在建立聚合温控负荷双线性模型与微型燃气轮机数学模型的基础上,提出了基于Lyapunov函数的改进模型预测控制方法,采用改进模型预测控制分别设计了聚合温控负荷与微型燃气轮机的控制律,用于平抑波动功率的高频分量与低频分量。算例仿真表明:在满足聚合温控负荷温度舒适度约束,保持微型燃气轮机预设工作状态的条件下,提出的控制方法能够使它们的输出功率有效跟踪波动功率高频和低频分量;算法兼顾了用户舒适度与调节范围,达到了良好的联络线功率平滑效果。     

分布式能源系统中燃气轮机热电联产运行方式的优化

为协调热电联产中热、电负荷的变化,解决热电供需不平衡问题,对分布式能源系统中燃气轮机热电联产的运行方式进行了优化。在传统"以电定热"和"以热定电"两种运行方式的基础上,提出通过添加辅助设备的方式来补充热电联产的运行方式。通过对优化前、后联产系统的总热效率进行的计算,验证了该方法的合理性,并对热电联产子系统的运行方式提出了建议。     

220 MW机组循环水泵优化运行

通过现场试验,测量了在一定大气温度和典型负荷下220 MW机组循环水泵各种运行方式的汽轮机排汽压力,并根据功率修正曲线得到不同循环水泵运行方式下汽轮机的功率增量,与循环水泵耗功比较,以确定循环水泵最佳运行方式.同时,制作了循环水泵优化运行方式图,按照秦岭电厂循环水泵的设置,可组合出2机2台、2机3台、2机4台、2机5台4种循环水泵运行方式,灵活方便,达到了提高电厂综合效率的目的.     

巴基斯坦SAIF发电厂燃机小岛运行试验分析

由于燃机具备启动快速的特点,故比较适合作为电网事故情况下黑启动电源,此时燃机能够运行在小岛模式显得尤为重要.介绍了巴基斯坦SAIF发电厂燃机小岛运行试验的情况,主要分析了GE公司燃机小岛运行逻辑的设计思想,并对试验的过程及试验过程中出现的问题及解决方法进行了总结.试验证明,GE公司的燃机具备比较优良的小岛运行能力.     

微电网主/从控制策略的分析研究

在考虑微电源类型差异性和负荷分散性的基础上,结合微电源的两种不同运行模式,采用主/从控制策略,即将恒功率控制(PQ控制)和恒压、恒频控制(V/f控制)结合起来对微电网进行控制.在并网模式下,采用PQ控制,实现微电源对参考有功和无功的控制;在孤岛模式下,采用V/f控制,为微电网运行提供稳定的频率支撑.为了验证所设计的主/从控制策略能使微电网可靠运行,对微电网在联网运行模式和孤岛运行模式之间切换,以及孤岛模式下切/增负荷两种运行状况下的运行特性进行分析.通过Matlab仿真,对微电网母线电压、系统频率和功率的变化规律进行分析,证明了本文所设计的主/从控制策略的正确性和可行性.     

大型风电机组限功率运行特性分析及其优化调度

近年来大量风电场的并网给电网安全运行带来困难,为此电网调度部门对所辖风电场提出了严格的限发要求。变速风电机组需要从传统的最大风能利用运行模式向限功率运行模式转变,由于风力机功率特性具有强非线性,运行模式的改变对风电机组以及风电场的控制策略提出了更高的设计要求。提出了一种考虑风电机组限功率运行状态优化的风电场功率调度策略。首先,基于小扰动分析方法分析了限功率运行下风电机组非线性模型的稳定特性;然后,提出了一种限功率运行状态评价指标;接下来,建立了风电场功率调度多目标优化模型,并基于遗传算法设计了求解策略。最后,结合实际算例验证了所提调度策略的有效性。     

光伏站内用直流微网的接地方式分析

接地方式的选择是直流微网设计的关键部分。以北京延庆八达岭31.5 MW光伏电站站内负荷用直流微网为例,对直流微网的接地方式进行了分析。首先,介绍了该直流微网的运行方式、拓扑结构及备选的几种接地方式。然后分别从稳态特性、故障特性以及人身安全三个方面,对不同接地方式进行了深入的理论分析。最后在PSCAD/EMTDC中建立了该直流微网的电磁暂态仿真模型,通过电磁暂态仿真对理论分析进行了验证。研究结果表明:相比于其他接地方式,电源侧通过大电阻接地的IT接地方式更适用于低压直流微网系统。     

FT8燃气轮机特殊功能的实践

介绍了FT8燃气轮机具有的黑启动、快速启动、孤立-有差、孤立-无差、调相等5种特殊的启动和发电模式。指出燃气轮机电厂在目前主要用作调峰与事故应急电源的情况下,应充分地试验与完善其特殊功能,以满足电厂与电网公司双方的要求。     

微燃机冷热电三联供系统建模及热力学分析

某200 k W微燃机冷热电三联供系统按季节负荷特点分为热电联供和冷电联供2种模式,基于Ebsilon软件对该系统构建模型并进行仿真模拟及性能分析,分别计算出不同工况下冷热电三联供系统的一次能源利用率和效率。结果表明:冷电联供时,环境温度从24℃变化到38℃,系统一次能源利用率为65.2%~68%;热电联供时,环境温度从-10℃变化到24℃,系统一次能源利用率为66.4%~74.2%。系统冷电联供(取环境温度为32℃)运行时,效率为31.1%,损失之和为451.92 kW,当微燃机负荷率在30%~100%变化,系统一次能源利用率为60.3%~66.9%;系统热电联供(取环境温度为0℃)运行时,效率为38.5%,损失之和为408.4 kW,当微燃机负荷率在30%~100%变化,系统一次能源利用率为54.4%~68.5%。通过搭建的微燃机三联供系统模型对实际运行数据进行分析,结果认为:实际运行工况主要存在冷负荷较小的问题,通过蓄冷罐蓄存多余冷量,系统的一次能源利用率可提高13.8%。     

静电除尘用高压供电电源特性浅析

为提高除尘效率,针对静电除尘器对供电电源的特殊要求,对其高压供电技术综合分析并讨论了多种高压供电方式、电源运行方式和控制方式的基本原理及对除尘效果的影响,指出脉冲供电方式和微机控制技术是当今静电除尘高压供电技术的主要发展方向和研究热点。     

需求侧响应下的微网源-网-荷互动优化运行

微电网是利用可再生能源的主要方式之一,是典型的"源-网-荷"一体化系统,与智能电网、需求侧管理、分布式电源等技术联系紧密,目前已经成为能源研究的重要领域。本文通过考虑微网内源侧的不同类型分布式能源运行特点、负荷侧的不同类型需求侧响应方式以及网侧的电压约束等,建立了微网源-网-荷互动优化运行数学模型,通过滚动优化算法进行仿真分析。算例分析表明,利用本文提出需求侧响应下的管理系统模型,不仅提高了电网用电的经济性和环境友好性,而且降低了微网的负荷峰值和负荷冲击,提高了用电效率。