风电场有功功率控制策略研究

风电场传统的有功功率分配以平均分配为主,未能充分考虑风电场内机组的运行信息。对此,提出了一种基于机组分类的有功功率控制策略,即根据风电机组的出力特性、运行状态和功率预测等情况对风电机组进行分类,按不同类型风电机组升降功率能力的不同,依次对每类机组进行控制,从而提高风电场有功功率输出的准确性和响应速度。通过仿真分析,所提风电场有功功率控制策略能够较好地协调风电场有功出力。     

基于模糊评价的风电场有功功率分配算法

按风速权重风电场有功功率分配算法存在有功功率输出波动大、桨距角频繁调节的问题,为此本文提出一种基于模糊评价的风电场有功功率分配算法。将风电机组限功率运行分为变速、变速变桨和变桨三个运行区,以风电机组的桨距角、转速和风速为输入,通过分区域模糊推理,得到风电机组的健康度和调节能力,最终采用按能力权重分配算法得到风电机组有功功率给定。仿真结果表明,基于模糊评价算法的风电场有功功率输出平滑,风电场机组转速变化和桨矩角变化都较小。     

风电场有功功率聚合特性分析及控制策略优化

以内蒙古某风电场为研究对象,分析聚合风电机组数量及风电机组间功率相关性对风电聚合功率波动的影响,并根据风电场实际风速、机组位置与机组功率之间的关系,得出风电场机组间的功率相关性数据序列。通过不进行任何爬坡控制、风电机组按14%额定容量设定功率爬坡量以及考虑聚合特性的机组互补三种控制办法进行计算对比,表明本文提出的风电场有功功率聚合特性控制优化策略能够在满足风电场有功功率爬坡要求的同时,提高风电场功率输出的稳定性,减少弃风限电量。     

计及机组运行工况的风电场有功功率控制策略

为了减小大规模风电场并网对电网稳定运行带来的不利影响,风电场发电功率能按要求进行调节已经成为强制性要求.目前在风电场有功功率控制过程中,往往忽视了风电机组的具体工况,从而导致机组的频繁起/停.针对以上情况,提出了一种计及机组运行工况的风电场有功功率控制策略.该策略首先根据机组预测发电能力及机组运行工况分别生成有功增/减裕度队列和开/停机队列,然后利用有功功率分配算法将功率分配给风电场中的风电机组.实际风电场的试验结果表明,采用所提出的控制策略不仅可以实现风电场有功功率的快速、精确控制,而且能够避免风电机组频繁起/停,降低风电机组的故障率,提高风电机组运行的稳定性和安全性,延长风电机组的使用寿命.     

基于自适应PID控制的水电站有功功率调节

随着电网运行需要,对有功功率的调节品质要求也不断提高,而水电站机组的有功功率调节主要通过控制机组的调速器系统来实现,本文将以镜泊湖水电站为列,讨论如何安全、平滑,快速的将机组有功功率调整到设定的目标值,不出现超调与调节震荡。     

发电机组发生功率波动的原因分析

通过对发电机有功功率和无功功率关系、增加发电机有功功率对发电机运行状态的影响、励磁电流的调节对有功功率和无功功率影响等方面的分析入手,结合所录取的数据,分析1号机组发生功率波动的原因,得出励磁超调会造成机组功率的波动。同时,提出防范措施,避免再次发生类似现象。     

基于数据驱动的风电场有功功率分配算法

针对常规风电场有功功率分配中,通过风速评价机组的功率调节能力不准确的问题,提出一种基于数据驱动的风电场有功功率分配算法。首先,采集不同风速下风电机组转速和桨距角数据,利用Takagi-Sugeno模糊模型和变异系数法评价变速系统和变桨系统参与功率调节的相对权重系数,确定机组的功率调节能力。然后,完成基于机组调节能力的风电场有功功率分配。最后,在MATLAB仿真平台上完成含有10台风电机组的风电场有功功率分配。仿真结果表明,与按风速权重有功功率分配算法相比,所提分配算法的风电场有功功率波动小,风电机组的转速和桨距角变化较为平滑,且高风速机组的载荷小。     

机组间偏航和有功功率综合协调的海上风电场增效方法

以海上风电场风向和风速较稳定,尾流效应对风电场功率影响明显为背景,综合协调机组间偏航角、有功功率,改善机组间气动耦合,提高各机组有功功率之和。给出了考虑偏航的尾流模型,克服了经典尾流模型边界处不连续导致风电场功率优化困难的问题。然后建立以机组偏航角和诱导因子为调节手段的风电场有功功率优化模型。继而,基于尾流传播路径,对机组进行分群,将风电场整场优化问题转化为各群内部优化问题,减少优化对象数,降低问题规模。重点结合在线仿真和机器学习技术,提出各群内部功率优化问题求解方法。最后将优化结果整定为机组参考有功功率和参考偏航角,各机组据此运行。该方案计算开销小,无需额外增加风电场控制系统计算资源,对通信环境无特殊要求,同时,仿真结果表明,提出的方案能有效提升海上风电场有功功率,提高风电场经济效益。     

基于DFIG机组转子动能的风电场有功功率优化分配方法

由于风速的波动性,风电场需要找出一种控制方法以稳定其有功功率输出。在分析了现行的控制策略对风电场有功波动的抑制能力的基础上,根据双馈风电机组的运行特性,提出主动控制风机转子转速和桨距角的方式进行有功功率分配,进而达到平稳风电场有功出力的目的。控制策略以优化整个风电场的转子中储存的总动能的方法提高风电场有功功率的输出稳定性,并利用粒子群算法求解该优化问题。通过仿真,验证了该有功功率分配策略可以平抑风电场有功功率波动,提高风电场的有功输出稳定性。     

并网异步风电机组有功功率的振荡频率分析

为了准确研究影响并网风电机组功率波动因素及规律,提出了不同运行工况以及不同风力机模型和参数对异步风电机组有功功率的振荡频率研究。首先,采用等效集中质量法,结合异步发电机电磁暂态模型,建立了不同风力机传动链等效的异步风电机组数学模型。其次,在风速扰动下,对不同传动链模型、传动链刚度系数以及不同风速扰动频率时机组有功功率振荡的频率进行仿真分析。最后,在电网三相短路故障情况下,针对等效两个质量块传动链模型,对不同传动链刚度系数和故障持续时间的机组有功功率振荡频率进行仿真。研究结果表明相同振荡频率下的有功功率幅值与风力机模型、传动链刚度系数以及故障持续时间密切相关。     

基于DFIG机组转子动能的风电场有功功率优化分配方法

由于风速的波动性,风电场需要找出一种控制方法以稳定其有功功率输出。在分析了现行的控制策略对风电场有功波动的抑制能力的基础上,根据双馈风电机组的运行特性,提出主动控制风机转子转速和桨距角的方式进行有功功率分配,进而达到平稳风电场有功出力的目的。控制策略以优化整个风电场的转子中储存的总动能的方法提高风电场有功功率的输出稳定性,并利用粒子群算法求解该优化问题。通过仿真,验证了该有功功率分配策略可以平抑风电场有功功率波动,提高风电场的有功输出稳定性。     

并网异步风电机组有功功率的振荡频率分析

为了准确研究影响并网风电机组功率波动因素及规律,提出了不同运行工况以及不同风力机模型和参数对异步风电机组有功功率的振荡频率研究.首先,采用等效集中质量法,结合异步发电机电磁暂态模型,建立了不同风力机传动链等效的异步风电机组数学模型.其次,在风速扰动下,对不同传动链模型、传动链刚度系数以及不同风速扰动频率时机组有功功率振荡的频率进行仿真分析.最后,在电网三相短路故障情况下,针对等效两个质量决传动链模型,对不同传动链刚度系数和故障持续时间的机组有功功率振荡频率进行仿真.研究结果表明相同振荡频率下的有功功率幅值与风力机模型、传动链刚度系数以及故障持续时间密切相关.     

基于机组状态分类的风电场有功功率控制策略

为了减小大规模风电场并网对电网带来的不利影响,风电场发电功率能按要求进行调节已经成为强制性要求。风电场内风力资源的随机性及风电机组的不同状况,导致同一时间段内不同机组发电能力并不相同。针对以上情况,给出了一种基于机组运行状态分类的风电场有功功率控制策略。根据对风电场下一功率控制周期的各机组预测功率及机组自身运行状况进行...     

汽机调门重叠度非线性引发有功功率振荡原因分析

针对机组运行过程中出现的发电机有功功率异常波动导致电网低频振荡现象进行了现场试验。通过在现场试验中再现发电机有功功率振荡现象,对机组参与一次调频过程中汽轮机阀门在不同运行区域对发电机有功输出的影响进行分析,发现引起发电机有功低频振荡的原因为汽轮机调门配汽方式不当造成了调门重叠度的呈非线性。调整调门配汽运行区域后发电机有功功率异常波动现象消除。提出了调门优化以提高重叠度线性度、负荷闭环控制方式退出、汽轮机调门工作区域与重叠度非线性区错开等防止发电机有功功率振荡的应对措施。     

基于耗散功率转归分量的风电系统有功实时调度

针对风速的随机性和间歇性给大规模风电并网电力系统的在线实时调度带来的困难,文中提出了一种基于耗散功率转归分量的含风电场电力系统有功实时调度方法。利用耗散功率分量理论推导出风电机组、常规机组与负荷之间的响应关系,从而计算出负荷功率对发电机出力的灵敏度,根据灵敏度信息确定实时调度中参与调整的常规机组的功率调整因子,以及时补偿风电输出波动而产生的功率过剩或缺额;并在一个在线调度周期内,利用机组与负荷之间的响应关系建立了以系统总有功网损最小为目标,计及线路阻塞管理以及风电场有功和无功功率关系约束的实时优化调度模型。最后利用接有风电场的IEEE9节点和IEEE30节点系统对文中所提模型进行仿真分析,仿真结果验证了所提方法的合理性和正确性。     

180MW水轮发电机组功率测量异常原因分析及防范措施

万家寨水电站2号水轮发电机组并网后4 min内,因机组的有功功率及无功功率测量异常,引发机组过负荷的异常告警信息。从相量关系和有功功率计算角度分析了监控系统LCU装置与调速器装置对有功功率测量的影响,从两者的联动控制逻辑和LCU历史曲线推断功率测量异常的原因为电流互感器的相电流引出线反接。结合国家电网公司十八项反措要求,提出了进行试验或检修时必须填写措施票、重要的TA测量控制设备应从电气回路中分离、加大值班员培训力度、加强应急预案演练、提高全员安全素质等防范措施。     

考虑频率特性和断面传输有功功率约束的潮流模型

提出了考虑频率特性和断面传输有功功率约束的潮流模型。该模型在考虑频率电压调节特性的潮流方程基础上,增加了断面传输有功功率方程,并对互联区域两端的平衡机组增加了有功调节变量及其控制方程。其中,平衡机组的调节功率等于其所在控制区的区域控制偏差(area control error,ACE)、有功网损偏差和超短期预测有功负荷偏差之和。通过对IEEE 118节点测试系统的仿真分析,验证了新模型的必要性和有效性,同时结果也表明所建模型能够有效提高频率和断面传输有功的控制水平。     

水电机组监控系统有功功率调节仿真研究

考虑到目前水电机组有功功率调节主要以监控系统有功功率闭环调节为主,本文针对水电机组监控系统有功功率调节仿真研究,建立了包含监控系统、调速器、输水系统、水轮机的详细有功功率调节数学模型,通过与实测结果的对比验证了数学模型的准确性。基于数值仿真分析了监控系统及调速器参数对有功功率调节过程的影响,即监控系统脉宽计算参数β主要影响有功功率调节中接近目标值的调节过程,β越小导叶开度调节量越大;脉冲周期T越短功率调节速度明显加快;最大脉宽Tkmax设定值越小每周期内导叶开度的调节量越小,整个有功功率的调节时间越长;最小脉宽Tkmin对整个有功功率调节速度无影响,但影响调节精度;调速器导叶开度给定调整的速度主要由开度给定积分器中参数Tiy所决定,Tiy越大导叶动作越慢,减小Tiy可以增加导叶开度的调节速度,但是功率反调值也会增加。     

市场条件下考虑网损的电厂有功功率分配

介绍了一种在市场条件下进行电厂有功功率分配的方法,有功功率的分配主要按照各个电厂的上网报价来进行。考虑了各机组发电功率传送到负荷用户所造成的网络损耗,用潮流分析的方法进行网损的分摊,计及各机组分摊的网损来修正原始报价,然后再进行有功分配直至最佳,这种方法增强了发电出力分配的合理性。     

发电机零功率保护

大型汽轮发电机组突然甩负荷,会使汽轮机组超速、发电机变压器组过电压.利用发电机有功功率作为特征量,通过判断发电机机端有功功率值在极短时间内从一高值(PF>)降至一低值(PF<).有功功率高值(PF>),以机组快速减负荷(RB)工况有功功率的1/3为参考值;有功功率低值(PR<)以发电机组厂用电作为参考值,再加上发电机低...