机组一次调频参数指标在线估计方法

机组一次调频特性参数的在线监测对规范并鼓励机组充分发挥一次调频能力、维护电网稳定具有重要的作用,但分析方法的可靠性和自动发电控制指令变化的影响严重制约了在线监测系统的性能。发展稳定可靠的一次调频特性参数在线估计方法,提出在电网突发扰动后衡量机组快速支援能力的指标及其算法,将该算法应用于实际机组的在线监测,获得了准确有效的估计结果。所做工作为建立高性能的一次调频在线监测系统提供了理论基础,可为机组一次调频能力的在线评价及电网稳定性的分析研究提供更加精确可靠的调频指标和参数。     

一次调频在线智能监测及评价系统在河南电网的应用

在阐述现有一次调频考核方法的基础上,分析和对比了机组一次调频性能评价标准,提出了一种考核电量及经济补偿规则。结合现场已经具备PMU硬件条件的基础上,完成开发并将一次调频在线智能监测及评价系统在河南电网顺利实施,该系统具有较高的智能特性,系统不仅能自动识别频率扰动事件,而且能够统计出动作特性较好及较差的机组,便于事后分析。通过河南电网机组一次调频性能提高的事实,得出河南电网一次调频智能在线监测及评价系统更科学、更合理的结论。     

基于PMU的云南电网一次调频特性在线监测

近年来云南电网不断有水火电机组投产,每台机组均在投产时投入一次调频功能。但目前对机组一次调频性能的评价与考核仍未形成有效的定量评价体系。电网广域测量系统( WAMS )整合各电厂、变电站P MU子站数据,能实时同步测量电网各重要发电机组的状态信息,并将相应数据汇集到中心数据平台上,为一次调频在线监测与分析提供了有利条件。“基于P MU的云南电网一次调频特性在线监测”充分利用已建成并稳定运行的云南电网WAMS数据平台,实现电网大中型机组一次调频实时监视、机组一次调频性能统计和历史查询、区域一次调频性能评价等功能。项目实施核心思路是：通过采集各机组机端(或区域联络线)有功功率、频率,监测和统计各机组(区域联络线电源侧)一次调频运行或测试情况,在发生频率有效扰动或机组收到一次调频测试信号后计算各机组的实际贡献电量、理论贡献电量、贡献电量指数等重要运行指标,分析各机组一次调频动作行为,并以机组一次调频效果为主要依据对机组一次调频性能进行考核,将基础数据或分析结果永久保存。     

电网调度侧一次调频在线监测系统的开发与应用

介绍并网运行机组一次调频功能的相关规定、控制回路、投运中存在的问题以及常规检测手段。针对常规检测手段在实时性和连续性方面的不足,提出电网调度侧一次调频在线监测系统的技术方案。该方案通过信号的接收监测、数据的分析处理等步骤,可实现电网调度侧对一次调频投运情况的在线监测及分析评价,并可以报表的形式输出,供调度人员参考。     

一次调频实时监测分析系统的开发及应用

一次调频对维护电网频率稳定具有重要意义,为了监测与考核涉网机组一次调频性能,规范和鼓励机组积极参与一次调频,提出一套一次调频实时监测分析算法。系统支持在线监测功能,发生一次调频后自动计算分析结果。经过实际工程应用及与人工计算结果比较,计算结果准确、可靠,为电厂考核提供可靠的依据,为电力市场的发展提供有力的支持。     

火电机组一次调频性能在线评价与考核

提出了一种基于机端频率扫描的火电机组一次调频性能在线评价与考核方法。通过广域测量系统(WAMS)扫描频率波动,识别频率波动中的有效扰动及大扰动,定量计算机组的一次调频贡献电量、正确动作率及速度变动率等性能指标,实现了火电机组一次调频性能的在线考核。工程实用表明该评价方法可准确地反映机组的一次调频动作性能,在线考核方式的实现亦较好地促进了电厂侧机组一次调频性能的优化和提升。     

发电机组一次调频性能在线测试功能的开发与实施

针对目前上海电网AGC方式下直接监测机组一次调频性能误差太大的问题,开发了新的一次调频测试功能。该功能设计和研究了模拟电网扰动时频率变化的仿真模型,提高了进行发电机组一次调频性能测试的合理性和正确性,达到了测试发电机组真实的、电网需要的一次调频性能的目的。同时,通过PMU系统实现了远程一次调频在线测试功能,使得调度侧对发电机组进行一次调频性能评价更正确。     

基于PMU的机组一次调频特性参数在线监测

提出了一种基于同步相量测量装置（PMU）采集的动态测量数据,在广域测量系统（WAMS）中在线监测机组一次调频特性参数的方法。首先通过实时监视电网频率识别扰动发生,并利用多判据区分频率的大扰动和小扰动,然后采用不同的方法计算机组的一次调频特性参数,包括调速器的调差系数、一次调频死区和延迟时间,评估发电机的一次调频性能,为一次调频的考核及评价提供依据。最后,结合网省调WAMS实际工程实施,介绍了机组一次调频特性参数实测的工程应用情况,对文中所提出的方法进行了验证。     

发电机组一次调频在线测试与AGC性能考核系统设计

电力市场环境下,需要合理评价发电机组提供的调频辅助服务,以保证市场公正公平。本文通过分析当前调频辅助服务考核中一次调频与自动发电控制(AGC)考核所面临的问题,提出了一次调频在线测试与AGC控制性能考核系统架构和设计思路;针对一次调频考核对过程数据的精度和时效性要求,提出了基于电厂远控终端(RTU)和同步相量测量装置(PMU)多源数据的一次调频在线测试方法,利用多源数据的时标校对、统计信息筛选完善考核结果的计算方式,更加准确评估机组的一次调频性能;提出了基于调节速率分布的调节精度计算方法,通过调节精度修正因子建立速率与精度的联动机制,以约束机组控制行为并引导其行为优化;最后通过应用案例分析,证明了所述方法的有效性。     

超低频振荡主导机组的在线监控方法

电网超低频振荡是由于水电机组机械转矩负阻尼导致一次调频控制过程不稳定引起的,而实际运行中,现有监测系统不能监测机组的机械功率,导致运行人员无法识别超低频振荡主导机组,无法快速平息振荡。文中分析机械转矩与电磁转矩阻尼特性的关系,提出了一种机械转矩阻尼的在线评估方法,实现超低频振荡主导机组的在线辨识,并退出其一次调频,抑制频率振荡。仿真结果及实际PMU录波曲线验证了文中方法的有效性,为超低频振荡的在线控制提供了有效技术手段。     

适用特高压跳闸事故的一次调频性能评价方法

针对目前一次调频性能评价方法不能准确描述所有一次调频过程的问题,提出特高压跳闸事故下的一次调频性能评价方法。通过对比正常情况下一次调频过程的统计结果,得出特高压跳闸事故下一次调频过程的特性。基于该特性构建新的性能评价指标体系,同时对原性能评价指标存在的问题进行补充完善。可对特高压跳闸事故后不同机组的一次调频动作过程进行精确的区分描述,并在河南电网环特高压重点电厂网源协调专项检查中得到应用,对一次调频的综合治理和特高压跳闸事故恢复提供数据参考和指导依据。     

电力系统调频控制相关的频率振荡问题

电网中多次出现不同于传统低频振荡的频率振荡问题,和调频控制过程强相关。基于一个三区域系统,采用特征值分析和时域仿真的方法,分析了系统中不同类型的振荡模式及其表现。除功角振荡模式外,系统中包含超低频的一次调频(PFR)模式和振荡频率更低的自动发电控制(AGC)模式。功角振荡模式下,机组转速和区域电网频率相对振荡,而PFR模式和AGC模式下电网频率整体振荡,是频率振荡模式的一个根本特征。根据分析结果,PFR模式下主要是PFR参与动作,而AGC模式下主要是AGC参与动作,并提出了根据不同变量参与因子辨别频率振荡模式并区分PFR模式和AGC模式的方法。分析结果初步厘清了不同类型频率振荡模式的表现和区别。     

广东电网统调机组一次调频性能评价系统的实施

在介绍广东电网统调机组一次调频性能评价系统功能结构、数据流程的基础上,重点分析和对比了机组一次调频性能评价的3种方法——基于参数实测的评价法、基于调频电量的评价法、综合性能评价法,得出采用综合性能评价法更合理、更全面、更严格的结论。对广东电网两次频率扰动事件中统调机组一次调频评价结果进行统计和分析,说明建设机组一次调频性能评价系统的重要性。     

基于权重因子和荷电状态恢复的储能系统参与一次调频策略

电池储能可快速吞吐功率,被视为优质调频资源,但过度充放电会导致其调频能力不足。文中提出一种改善的储能系统参与一次调频效果的控制策略。首先,将储能调频死区设置在机组死区范围内,并结合电网频率特性分析储能调频死区变化对频率的影响。在此基础上,基于权重因子和荷电状态(SOC)恢复提出储能参与的一次调频策略：在频率波动超过储能调频死区时,为避免电池过度充放电提出储能调频系数计算方法,同时引入控制虚拟惯性和虚拟下垂出力比重随频率变化而调节的权重因子,进而设计了调频控制方法;在频率不超过储能调频死区时,兼顾储能恢复需求和电网承受能力,提出储能SOC恢复方法。仿真结果表明：所提策略能有效改善电网频率波动和储能SOC。     

大规模新能源经张北柔直孤岛送出的虚拟频率研究

大规模新能源经柔性直流送出为解决新能源并网消纳提供了一种新的思路,但是在不加任何附加控制的情况下,新能源的有功波动会经过柔直全部传递到受端电网。为了解决新能源经柔直并网的有功波动问题,文中针对张家口地区的大规模新能源发电经张北柔直换流站孤岛送出系统的风电运行数据进行分析,得出该地的风电短时波动特性。同时在孤岛换流站的电压-频率(VF)控制基础上,设计换流站虚拟频率控制策略,与新能源发电一次调频(PFR)控制一起实现孤岛换流站的功率波动自主抑制功能。最后搭建大规模风电经单端柔性直流孤岛送出系统仿真平台,仿真结果证明,在风机运行状态正常的前提下设计的虚拟频率及一次调频控制方案可以,较好地实现孤岛换流站功率波动抑制。     

A control method for small‐scale DC power systems including distributed generators

This paper describes a DC micro‐grid system interconnecting distributed power generators. The system consists of five generation and control units: a solar‐cell generation unit, a wind‐turbine generation unit, a battery energy‐storage unit, a flywheel power‐leveling unit, and an AC grid‐interconnecting power control unit. The control method is proposed for suppressing the circulating current by detecting only the DC grid voltage. This method brings high reliability, high flexibility, and maintenance‐free operation to the system. The method pays attention to DC output voltage performance of each unit. Each of the power control units and the energy‐storage unit is controlled to act as a voltage source with imaginary impedance. On the other hand, each of the two generation units is controlled to act as a current source. The power‐leveling unit is controlled to act as a current source having the function of frequency selectivity like a high‐pass filter. A 10‐kW prototype system verifies experimentally the validity and effectiveness of the proposed control method for the DC‐grid system. © 2009 Wiley Periodicals, Inc. Electr Eng Jpn, 167(2): 86–93, 2009; Published online in Wiley InterScience ( www.interscience.wiley.com ). DOI 10.1002/eej.20603     

基于电力网络一次调频动态模型建立及仿真

传统一次调频(PFR)模型忽略网络和电厂炉侧主蒸汽压力约束;不计主蒸汽压力对发电机出力影响,认为发电机功率-频率响应是线性关系。充分考虑锅炉、汽机、负荷、电网之间相互配合和制约关系,考虑发电机频率响应的非线性因素并建立了基于实际电力网络的PFR动态模型。该模型可用于分析电力网络各环节PFR动态响应对频率稳定的贡献,体现发电机、负荷和电网动态PFR综合能力。通过对IEEE 30节点系统进行仿真,分析了网络、炉侧对PFR的影响、约束对PFR的影响和线路跳线故障,并得出结论:当机组运行在上限、限载或部分机组没有并入PFR都会使电网的PFR能力下降;系统管理者应正确管理PFR服务,加强参数管理,合理调度潮流,使机组尽量不在接近约束的情况下运行,确保机组在需要时能释放出PFR容量抑制频偏;频偏出现后,系统管理者应合理调度二次调频(SFR)使频率尽快返回基值,并使系统整体PFR能力得到恢复。     

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。