光伏电站并网有功功率控制策略的设计与实现

光伏电站有功功率输出值能够按照电网调度的指令进行高效、合理的调节已经成为大规模光伏电站并网的强制性要求。该文研究了光伏电站有功功率控制的现状,提出一种基于光伏逆变器的光伏电站有功功率控制策略,并通过现场的实际运行验证了该策略的可行性。     

适用于电力系统中长期动态仿真的风电机组有功控制模型

随着风电大规模接入电网,调度部门对其有功控制及参与系统调频、调峰提出了更高的要求。针对目前仿真中风电不具备进行分钟级动态过程研究的模型,只能定性分析参与自动发电控制(automatic generation control,AGC)调节等有功控制的问题,该文提出了适用于中长期动态仿真的风电机组有功控制模型,并在电力系统全过程仿真程序中予以编程实现。该模型以风速持续波动、调度安排出力、AGC调控指令作为输入,通过调节桨距角控制风机的出力变化。模型可用于模拟风机出力波动及对电网的影响,并对风机参与AGC调控的过程进行动态仿真分析。仿真算例表明,该模型可为研究风电机组配合AGC参与电力系统有功、频率的调整提供有效的仿真手段。     

基于DIgSILENT的并网光伏发电系统的建模与仿真

基于DIgSILENT仿真平台搭建了适用于动态仿真的并网光伏发电系统的工程用数学模型,包含了光伏阵列、逆变器及其控制系统模型。该系统采用电压外环电流内环的双闭环控制方法,直流电压外环用于实现光伏电池最大功率点跟踪,交流电压外环用于控制输出的无功功率。最后,结合算例,研究了实际光照强度变化、电网有功调度及电网电压跌落时光伏系统的输出特性。仿真结果表明,采用的仿真分析方法切实有效,模型输出与实际输出基本相似。该模型能够很好地实现最大功率跟踪、快速地响应电网调度指令,电网电压跌落时还可提供一定的无功功率,可用于实际光伏发电系统的并网分析,为实际工程研究奠定了基础。     

并网模式下虚拟同步发电机的虚拟惯量控制策略

并网模式下,当电网频率出现偏差或者调度指令变化时,虚拟同步发电机（virtual synchronous generator,VSG）输出有功功率都会发生波动,然而现有的VSG分析以及控制方式只能应对调度指令变化下的有功功率波动:电网频率发生偏差时,现有的控制策略可能会使VSG输出有功功率出现较大波动。针对上述问题,首先分析了电网频率偏差下,VSG参数对VSG动态特性的影响以及调度指令变化下,功角振荡和虚拟惯量之间的关系。在此基础上,提出一种虚拟惯量控制策略:在调度指令变化时,采用虚拟惯量自适应控制,并给出参数选取原则;在电网频率发生偏差时,采用基于信息熵的虚拟惯量寻优值。最后通过Matlab/Simulink仿真,验证了所提虚拟惯量控制策略在有功调度和电网频率偏差下的优越动态特性。     

水电富集地区水、火电运行特性及有功功率协调控制——（一）不同调节性能机组之间的协调策略

异步联网方式下的中国西南电网转动惯量显著减小,频率调节特性发生深刻变化,对自动发电控制（AGC）的动态品质要求更高。首先,利用离散傅里叶变换分析了区域控制偏差（ACE）的频域特性。然后,结合中国西南电网高比例水电、大规模外送的显著特征,分析了有功功率控制面临的新问题,建立了维持省级电网控制区有功功率平衡和电网频率稳定性的数学模型。提出了基于2层数字低通滤波的水、火电机组有功功率调节量分离算法,时间维度上实现不同响应时间和跟踪周期的水、火电机组互补协调控制。进而,通过考虑电网频率、ACE以及送出断面功率控制要求,空间维度上动态调整不同地理位置机组群的调用顺序和有功功率调节范围。最后,基于电力系统全过程动态仿真程序（PSD-FDS）验证了所提方法的有效性。     

考虑并网友好性的风电实时有功调度

为了最大程度消纳风电及激励风电场改善并网特性,提出了一种考虑并网友好性的风电实时调度策略及相应的调度模型。基于电网运行工况及电网外送通道联络线功率偏差,动态计算电网风电消纳实时裕度。基于历史运行数据及超短期预测信息评估风电场出力预测精度、出力波动性及负荷跟随特性,评价风电场并网友好性。建立计及风电并网友好性及最大化消纳风电的风电实时有功调度模型。将提出的调度模型应用于IEEE 31节点系统,仿真验证了该方案的有效性。     

直流微网双向DC/AC变流器的协调控制

直流微网并网运行时,常通过多个双向DC/AC变流器实现与大电网的互联.为实现该工况下系统稳定运行并解决多台双向DC/AC变流器并联功率分配问题,提出了一种双向DC/AC变流器的交流功率-直流电压下垂控制方法.该方法通过测量变流器交流侧有功功率,按照预设下垂曲线调节直流侧电压指令值,实现直流微网与电网功率双向流动,以及多台双向DC/AC变流器的协调运行.其次,建立了所提控制方法的小信号模型,分析了下垂系数对系统稳态及动态性能的影响.最后,仿真与实验结果表明,所提控制策略可按照预设下垂曲线调节直流母线电压和进行多台双向变流器功率分配,快速响应上层调度指令以及直流微网内功率变化,具有较好的动稳态性能.     

光伏并网功率控制器双模块控制方案

以中小容量单相光伏发电系统为背景,从有功功率调度角度对光伏并网功率控制器的控制方法问题进行探讨,旨在解决传统方法在有功功率控制方面存在的灵活性差、误差较大的问题,提出了一种具有灵活的有功功率调度和跟踪特性的新型双模块控制方案.首先描述了并网功率控制器的工作模式,在此基础上分别对控制方案中两个控制模块进行数学建模和动态、稳态性能分析.利用MATLAB/Simulink软件构建了并网逆变系统模型以及分别基于传统控制方案和新型控制方案的并网功率控制器模型,仿真结果表明,提出的控制方案在有功功率调度和跟踪方面具有显著优势,输出并网电流总谐波畸变率低,功率可调度范围宽,快速跟踪功率指令能力强,具有广阔的工程应用前景,可以灵活地对光伏并网发电系统进行功率控制.     

可调度型光伏逆变器滑模电压控制方法研究

为改善小容量户用光伏发电系统中并网逆变器的有功无功调度跟踪性能及并/离网切换控制性能,提出一种逆变器滑模电压控制方案。光伏发电系统并/离网运行情况下逆变器均采用电压控制模式,无需模式切换。采用滑模控制方法实现逆变器电压控制,根据有功无功的调度指令,调节逆变器输出的端电压,实现并网模式下逆变器输出功率灵活快速跟踪调度指令的特性。在Matlab/Simulink仿真平台对所提出的控制方案进行仿真验证。结果表明,所提控制方案简单易行、功率快速跟踪调度指令能力强、并/离网过程迅速无冲击。     

电网不对称故障下光伏逆变器预测控制方法

以光伏并网逆变器在电网不对称故障下的控制策略为研究对象,建立了并网逆变器在电网发生不对称故障时的数学模型,并对功率特性进行了分析,进而提出了电网不对称故障下基于模型预测电流控制的光伏并网逆变器控制策略,并在PSCAD/EMTDC平台上分别进行了以抑制有功功率波动为目标和抑制负序分量电流为目标的仿真实验。研究结果表明,模型预测电流控制方法能够使逆变器的输出电流迅速地跟随参考电流指令,具有良好的动稳态特性。在电网不对称故障下,不需要电网电流进行相序分解便可以实现对各序电流的有效控制,能够抑制三相电网电压不对称所引起的有功功率波动和负序电流,该方法控制算法简单,数字信号处理实现容易,在光伏逆变器的控制中具有工程价值。     

开放竞争的电力市场与电能质量

简要介绍了开放与竞争的电力市场与电能质量之间的关系,同时扼要介绍了有关电能质量的基本内容。     

电力市场条件下无功发电成本研究

无功功率服务是电力市场辅助服务的一个重要组成部分，对发电厂的无功生产成本进行了探讨。以有功和无功功率生产总成本最小为目标函数，该目标函数是在已知发电厂总的负荷需求和满足各发电机组的有功、无功发电功率极限约束条件下，使发电总成本最低。求解采用最小二乘角的广义逆法、该方法能求解无约束条件下的优化问题。求解过程是先将目标函数和等式约束条件化为受等式约束的拉格朗日函数，再调用该算法和对不等式约束条件进行处理。方法简单可行，计算结果符合生产实际，研究结果发明发电厂的无功服务应得到一定的经济补偿，使其自觉地维持电力系统的安全和稳定运行。     

一种基于潮流追踪的电力系统无功补偿方法

提出了一种旨在改善电力系统无功传输和降低有功网损的无功补偿点选择和补偿容量确定方法。该方法通过无功潮流追踪,获得负荷无功功率的传输路径,结合无功流动与支路有功网损的关系,定义了节点的网损分摊系数,进而根据系数的大小选择无功补偿点;推导了网损分摊系数对负荷无功功率的近似表达式,结合网损优化的近似模型,推导出了各补偿点最优补偿容量的计算公式;通过39节点测试系统,验证了该方法的有效性。所提出的网损分摊系数的物理概念清晰,计算便捷,据此进行的无功补偿对改善无功分布和降低网损均有较好的效果。     

基于电力平衡的辽宁电网接纳风电能力分析

确定电网允许接入的风电场最大装机容量是在风电规划阶段电网公司最关心的问题.文中基于辽宁电网的电源负荷特性及峰谷差情况分析,预测了风电机组运行后电网调峰可能面临的严峻问题.在充分考虑尖峰电源备用、低谷火电机组出力减到非常规调峰定额等情况后,提出了基于电力平衡确定最大接纳风电能力的计算方法,并总结出计算用公式,给出了辽宁电网2010年、2012年、2015年、2020年4个水平年的接纳风电能力情况,指出可接纳容量小于规划容量,最后提出了提高辽宁电网接纳风电能力的具体措施.     

考虑风电接入的电力系统无功优化

研究了含风电场的电力系统无功优化,提出了通过潮流计算得到风电场的无功补偿容量,利用非线性原-对偶内点法对整个电网进行无功优化的新方法。建立了风电机组的稳态模型,介绍了风电场在电力系统潮流计算中的处理方法。通过潮流计算得到风电场的无功补偿容量,建立以有功网损最小和电压水平最好的多目标无功优化模型,在满足各种约束条件下采用非线性原对偶内点法对该模型进行优化求解。通过烟台电网的实际计算结果验证了该方法的可行性和实用性。     

关于青海电网核电站发展的初步探讨

根据2007年国务院通过的《核电中长期发展规划》,到2020年投入运行的核电装机容量达4.5×109?kW（届时约占全国总装机容量的4%）,在建核电装机容量达1.2×109?kW。为实现这一发展目标,发展内陆核电势在必行。对青海核电建设的必要性论述及对我国目前内陆核电厂址选择条件结合青海实情,并借鉴欧洲国家内陆核电建设成功的先进经验,为内陆核电在青海省的突破和可持续发展创造有利条件。     

利用柔性功率调节器抑制电力系统功率振荡

基于飞轮储能的柔性功率调节器(FPC)是一种以储能原理为基础的新型FACTS装置。FPC能够快速与电力系统进行动态功率交换,改变系统的电气阻尼,从而抑制电力系统的功率振荡,增强电力系统的稳定性。本文基于含一台FPC的单机无穷大系统模型,分析了FPC阻尼功率振荡的机理,提出了其功率控制器的控制策略。根据所建立的模型和控制策略,在EMTDC/PSCAD环境建立了该系统的仿真平台,进行了详细的全时域数字仿真研究。并通过研制一台10kW的FPC样机进行电力系统动态模拟实验研究。研究结果表明,FPC改善了系统的阻尼特性,增强了系统抑制电力系统功率振荡的能力。     

地铁供电系统无功补偿方案

在分析地铁供电系统基本特征的基础上,建立了系统平均功率因数的数学模型,并以广州地铁2号线的运营数据为例验证了模型的有效性。对于地铁供电系统而言,高压交流电缆(33/110 kV)充电功率的影响不容忽视。结合广州地铁5号线供电系统初步设计,分析了用电负荷的波动和动力照明负荷功率因数的变化对系统110kV侧功率因数的影响,估计了动力照明负荷的临界功率因数,经过技术经济比较提出了优化的无功补偿方案。     

风电并网对电力系统的影响

风速具有波动性和间歇性,导致风力发电具有较强的不确定性.为确保电力系统的安全、稳定运行,研究风电并网对电力系统的影响是非常必要的.介绍了国内外风电发展现状,综述了大型风电场并网对电力系统造成的影响及其补救措施.     

孤网运行的潮流计算方法

电力系统实际运行中,某些原因会导致局部电网解列,形成孤网运行的情况,为保证孤网的安全稳定运行,需要知道孤网的潮流分布。然而,目前常规的潮流模型无法反映孤网运行的重要特征,得出的潮流分布与实际运行情况不符。为此,文章建立了孤网运行潮流计算的数学模型。新模型不需设置平衡节点,负荷变化由装设有调速系统和励磁系统的发电机组按照开环设置的参数共同承担。通过模拟中国电力科学研究院22节点测试系统解列为2个孤网运行时的潮流分布,验证了新模型的有效性和实用性。