风光储综合能源系统建模与小干扰稳定性分析

采用多频段阻尼控制策略可抑制风光储综合能源系统接入电网导致的多频振荡现象。搭建采用多频段阻尼控制策略的风光储综合能源系统的数学模型,基于特征值分析法分析风光储综合能源系统的小干扰稳定性。最后,为验证采用多频段阻尼控制策略可实现风光储综合能源系统在小干扰下可稳定可靠运行,利用Matlab/simulink搭建了仿真模型并进行分析。仿真实验结果表明:风光储综合能源系统中储能装置采用多频段阻尼控制策略时,可增加不同频段的阻尼能力,有效抑制多频段振荡,实现小干扰稳定。     

风储发电系统黑启动模型及仿真研究

风储联合发电系统不仅在运行时能够平滑风场出力和改善电能质量,同时也能作为电网黑启动时的备用启动电源,该研究方向是实现电网黑启动的新的途径。风储系统在黑启动过程中不同于其他可控启动电源,存在着小系统稳定和出力波动的特点。依据风速、负荷大小及储能当前电量等数据给出风储系统实现黑启动的判据,通过风储系统的控制策略进行孤岛稳定和含负荷系统的稳定性分析,结合具体仿真算例,对所提出的理论进行了校验。     

大容量储能对电力系统小干扰稳定的影响

随着新能源装机规模的日益扩大,为实现电网运行中的灵活调节,未来电网对储能的需求也日益增加.储能并网容量的增加对电力系统运行特性的影响显著,尤其对系统小干扰稳定性的影响值得关注.首先,分析了储能数学模型,建立含大容量储能的电力系统模型;以三机九节点系统为例,采用特征值分析法研究了系统潮流改变、潮流不变两种情况下不同储能并网容量对系统小干扰稳定性的影响.结果表明:系统潮流改变和潮流不变情况下,储能渗透率增加对系统小干扰稳定性的影响存在明显差异.整体来看,储能参与系统运行方式协调控制更有利于系统小干扰稳定.此外,通过特征值分析,验证了虚拟惯量控制可一定程度上阻尼系统振荡,改善系统小干扰稳定性.     

风储孤网系统运行与控制研究综述

随着分布式发电的快速发展和应用,风储孤网系统的运行与控制技术越来越受到人们的重视。与联网运行相比,风储孤网系统具有运行灵活、高效等特点,是未来新能源的重要应用形式和技术发展趋势。综述了风储孤网系统运行与控制技术的最新进展,从风储孤网系统结构与应用、风储孤网系统的协调控制、自启动、能量管理和系统保护等方面进行了总结研究。分析了风储孤网系统运行与控制的关键技术,给出了风储孤网系统自启动的实现方法和风储孤网系统能量管理系统的设计方案,并对风储孤网系统未来的技术发展趋势进行预测和展望。     

考虑系统频率安全稳定约束的风储联合频率响应控制策略

为提升风-储联合运行系统的动态频率稳定性能,针对目前调频控制策略未充分发挥风电机组频率调节能力、无法适应负荷扰动过大情况以及转子转速恢复阶段存在频率二次跌落的问题,提出一种考虑系统频率安全稳定约束的风储联合频率响应控制策略。在惯量响应阶段结合转速约束和频率指标自适应调整虚拟惯量和下垂控制系数,在转子转速恢复阶段利用负指数函数动态调整转速恢复过程中功率参考值,避免频率的二次跌落。将风电机组与储能电池结合,引入频率稳定域概念,利用储能电池扩展频率稳定域边界,进一步提升风储联合系统的抗负荷扰动能力和频率稳定性。最后对风储联合调频策略进行仿真,结果表明在不同风速和不同负荷扰动下,所提控制策略能充分发挥风电机组频率响应控制能力的同时,避免了频率二次跌落,提升了电网频率安全稳定性。     

基于混合储能的光伏微网孤网运行的综合控制策略

孤网运行的光伏微网输出功率具有间歇性和随机性。为了保证系统供电的可靠性及稳定性,将能量密度大的蓄电池和功率密度高的超级电容器构成混合储能系统应用于光伏微网的思路成为研究热点。在现有蓄电池电流多滞环控制策略的基础上进行改进,提出基于功率的储能单元控制策略。该方法优化了储能系统的工作状态,有利于提高蓄电池的工作寿命。通过Matlab/Simulink仿真软件搭建了基于混合储能的光伏微网孤网运行仿真模型,并对该光伏微网的控制策略进行验证和分析。结果表明,混合储能系统能迅速平衡系统的瞬时功率,优化系统运行状态,保证供电的可靠性。     

风储联合发电系统运行性能研究

构建大规模风储联合并网运行系统,提高风电的可调度性,成为目前研究重点.以风储联合发电系统为研究对象,给出了系统结构图,建立了储能系统数学模型,在此基础上,考虑调度计划制定了储能系统控制策略,实现了风储联合发电系统跟踪计划出力运行模式,并构建了此运行模式下的评价指标,对风储联合发电系统的功率输出特性进行分析.基于实际风电场数据,对配置不同储能容量以及适应不同调度时间窗时系统的输出特性进行分析,为储能系统容量选取提供参考.     

并网型风储联合发电站有功出力控制与仿真

在风电场配置电池储能是一种提升风电电能质量与促进风电消纳的有效手段。本文建立了并网型风储联合发电站工程化电磁仿真模型;提出了风储联合发电站在平滑风电功率波动与跟踪调度计划出力2个运行目标下的有功出力控制策略;分别通过模拟实际风速波动与给定调度计划指令,对风储联合发电站在2个运行目标下的有功出力进行了分钟级仿真验证。结果表明:通过搭建风储联合发电站工程化电磁仿真模型,可以根据自然资源条件,在工程规划与设计阶段快速评估风储容量配置及其运行效果,指导大型风储联合发电工程建设。     

含风储联合单元的电力系统有功和备用多目标协调优化模型

在含风储联合单元的电力系统中,为利用储能可调空间优化系统运行,提出储能在跟踪风电出力计划的同时参与备用的风储运行模式。在以场景集计及系统不确定性因素的基础上,推导出系统风险期望和风储出力偏差期望表达式,为解决系统风险、风储出力偏差和系统运行成本间的矛盾,建立以系统风险最小、风储出力偏差最小和系统运行成本最小的多目标有功与备用协调优化模型。仿真分析表明,所建模型有利于提高系统运行的经济性和可靠性,且有利于降低风储出力偏差,使风储联合单元的运行优化兼顾了系统整体的安全性和经济性。     

分布式风储系统设计

风储配合解决新能源并网的有效途径之一。针对中海油化德风电场,在分析比较各种风储配置方式的基础上,采用一机一储的分布式风储系统配置,介绍了风储系统的结构、采用的控制运行模式及控制策略、采样控制点位置和通讯方式,为相关的储能研究、设计和应用推广提供了参考。     

直驱永磁风电机组的小干扰稳定性分析研究

在直驱永磁风电机组的数学模型基础上,推导了简单风电系统的小干扰稳定分析模型,利用特征值法分析了简单风电系统的小干扰稳定性、系统的振荡模态以及系统的阻尼特性。最后在Matlab／Simulink仿真平台上搭建了简单风电系统的模型,通过仿真对特征值分析法进行验证。分析表明本文的直驱永磁风电系统是小干扰稳定的。     

基于下垂控制模式的独立微电网小干扰稳定分析

从电力系统的运行原理出发,开展独立微电网系统运行稳定性研究对于促进分布式发电技术的发展具有重要意义。针对独立微电网系统运行稳定性问题,以李雅普若夫判据和特征值分析法为基础,对基于下垂控制模式的独立微电网系统的小扰动问题展开分析。首先,构建基于下垂控制模式的独立微电网系统数学建模,并基于线性化理论进行小扰动线性化分析,得到系统小扰动线性化状态矩阵;其次,基于李雅普若夫判据理论,对系统小扰动线性化状态矩阵的特征值进行分析,并逐一改变系统各个参数取值范围得到状态矩阵特征值变化的根轨迹;最后,基于状态矩阵特征值变化根轨迹确定系统各参数初步优化结果,并对比各参数优化前后的系统状态矩阵特征值分布情况,理论分析及实验验证表明初步优化后的系统运行可靠性增强。该研究成果可为微电网控制参数的优化选取提供思路和方法。     

考虑同步机制的双馈风电系统小扰动建模与稳定性分析

对比分析了锁相环同步机制和虚拟同步发电机同步机制下的双馈风电系统小扰动稳定性及动态特性。针对2种同步机制下的双馈风电系统,基于数学方程分别得出相应的小扰动模型,进而利用特征值分析法对系统小扰动稳定性进行研究。在StarSim硬件在环(StarSim-HIL)半实物仿真平台上搭建相关模型,通过仿真对2种同步机制下的双馈风电系统有功支撑等动态特性及小扰动稳定性进行了分析与验证。对2种同步机制的适用性进行总结,指出锁相环型控制虽然动态特性好、响应速度快,但是在弱电网下的小扰动稳定性及有功支撑等方面,虚拟同步发电机控制更有优势。     

电池储能系统用于改善并网风电场电能质量和稳定性的研究

建立了基于等效电路的电池储能系统和基于异步发电机风力发电系统的整体动态数学模型,设计了相应的控制策略,并以随机风和电网大扰动为例,采用电池储能系统对并网风电场的电能质量和稳定性问题进行仿真。结果表明采用该控制策略的电池储能系统可很好地改善并网风电场的电能质量和稳定性。     

基于小信号模型的柔性直流输电网络运行稳定性研究

小信号稳定性是动态系统在小扰动情况下保持稳定运行的能力。柔性直流输电网络作为交流系统、新能源及无源网络互联的枢纽,其小信号稳定性直接关系到区域电力系统的稳定运行。首先推导电压源型换流站、换流站控制系统、直流输电网络的小信号数学模型,通过仿真对比验证小信号模型的准确性,根据状态空间法,列出柔性直流输电网络的状态矩阵;然后通过李雅普诺夫稳定性判据及参与因子矩阵分析方法推导柔性直流输电网络的小信号稳定性判据;最后通过算例分析,证明此小信号稳定性分析法的适用性及准确性,并总结出PI参数优化规律,为柔性直流输电网络工程应用时控制器的设计以及稳定性优化提供研究基础。     

永磁直驱风电系统网侧换流器混合控制策略研究

针对永磁直驱风电系统网侧换流器模型存在非线性和强耦合的特点,提出了一种非光滑控制和反推控制相结合的混合控制策略。在dq两相同步旋转坐标系下建立网侧换流器非线性数学模型,采用非光滑控制理论和反推控制方法分别设计了外环直流电压控制策略和内环电流控制策略。在外环控制方面,通过结合非光滑理论的有限时间控制方法和扩张状态观测器(extended state observer,ESO)对于系统扰动的估计作用,设计了直流电压控制器。在内环控制方面,采用附加扰动补偿的反推控制方法进行设计,利用扩张状态观测器对外部扰动造成的系统内环不确定因素进行估计,将估计量引入到反推迭代控制律的设计中进行补偿,通过选择合适的Lyapunov函数,推导出内环电流反推控制律,使内环系统满足Lyapunov渐近稳定条件。仿真结果表明,与常规的PI线性控制策略相比,所提混合控制策略能够有效提高永磁直驱风电系统在电网扰动时的并网动态特性。     

考虑电热混合储能与重构联合优化的配电网风电消纳策略

可再生能源消纳是促进节能减排、建设低碳智能电网的重要内容之一。该文着眼于配电网运行环节,引入主动网络重构措施,协同电热混合储能管控,提出适用于配电网风电消纳的多能源优化消纳模型与求解策略。首先,对配电网各单元(如分布式风电系统、电热混合储能系统等)功率模型进行分析,在此基础上建立综合电热混合储能管控和网络重构的非线性混合整数数学优化模型,并采用二阶锥手段松弛线性化非线性约束,实现模型的快速求解。算例仿真验证并展示了电热混合储能管控和网络重构的联合优化策略对配电网促进风电消纳的影响。     

风电场小干扰稳定研究

为了降低风电场并入电网对电力系统的小干扰稳定可能带来的影响,建立了双馈感应发电机数学模型和桨距角控制模型,根据小干扰稳定理论,在PSAT平台上对风电场接入一个单机无穷大系统和WSCC 3机9节点系统进行特征值计算和小干扰稳定分析。仿真算例分析结果表明,与风电机组强相关的振荡模式阻尼特性良好,系统振荡稳定。     

基于灵敏度分析的直驱永磁风机并网系统小干扰稳定优化研究

通过分析风力发电系统的工作原理,建立了双脉冲宽度调制（PWM）控制策略下直驱永磁风机并网系统的数学模型。在此基础上,在静态工作点处对数学模型进行线性化处理,建立了相应的小信号数学模型。利用特征值灵敏度分析法直观地筛选出影响系统小干扰稳定性的关键因素。据此,从系统的设计角度出发,提出了风机并网系统参数的优化方案。结果表明,通过参数的优化,风机并网系统的稳定性得到了改善。     

基于滑模变结构控制的直驱永磁风力发电系统研究

本文在分析永磁同步电机数学模型的基础上,结合直驱永磁风力发电系统中的永磁同步电机矢量控制控制技术,提出一种滑模变结构与PI综合控制策略,具有对系统参数变化和负载扰动不敏感、鲁棒性好、响应速度快及容易实现等优点.在MATLAB/simulink环境下构建系统的仿真模型,仿真结果表明该控制器能有效削弱抖振,对负载扰动和系统...