一次调频与动态稳定协调优化

汽轮机调速系统参数设置过于追求一次调频性能会引发电网的低频功率振荡现象,通过调节调速系统参数可实现一次调频性能与动态稳定性的协调优化。运用稳定裕度和上升时间的倒数形成系统动态稳定性与一次调频的综合评价指标,在设置合理参数范围的情况下,引入基于P系统的粒子群优化(P-PSO)算法求取最佳评价指标,实现对汽轮机数字电液控制系统的参数优化。时域仿真结果表明,经过协调优化的数字电液控制系统参数既可以保证一次调频性能,又能够确保电力系统动态稳定性。     

水轮机调速器与电网负荷频率控制

在现代电力系统中，水轮机调速器已成为水轮机控制系统的控制核心。文中叙述了水轮机调速器与电网负荷频率控制之间的关系，分析了调速器在电网一次调频、二次调频中的作用、静态特性和动态特性;通过建模、仿真及现场试验，提出了机组并联于大电网工况下的调速器PID参数整定范围和应有的机组功率控制模式。     

台山电厂3—5号机组一次调频控制逻辑优化

针对台山电厂3-5号机组一次调频响应不足的问题,分析了机组一次调频控制逻辑,指出一次调频控制策略设计存在不足。提出逻辑优化策略：汽轮机数字式电液调节系统和单元机组协调控制系统采用同一频率差信号;将负荷修正量加至负荷设定值回路;将转速不等率由5％修改为4．5％,以提高负荷增量。机组一次调频响应试验结果验证了经过控制逻辑优化后,机组一次调频技术指标能满足电网的要求。     

紧水滩水电厂水轮机调速系统建模

叙述了用于电力系统分析的紧水滩水轮机调速系统建模的技术思路，采用阶跃法进行调速系统分部试验、建模和总体校核，完成了满足各水头和工况的规范化线性和非线性水力系统下的调速系统模型参数的建立，提出了用于模型参数检验定量判断的响应面积误差法，并与一次调频要求进行比较，证明所提供的紧水滩水轮机调速系统模型参数满足工程应用要求。     

孤网发电机调速系统参数定量调整理论分析

为了分析调速系统对孤网一次调频频率响应的影响,合理调整其工作模式及参数,以孤网一次调频的频率响应特性作为研究对象,提出了一次调频评价指标。在此基础上,利用根轨迹及主导极点分析法从理论上分析了调速系统中调差系数、参与一次调频的机组比例、油动机时间常数及发电机惯性时间常数各线性环节对孤网调频性能的影响。并以孤网静态频率特性为出发点,分析了死区、调频上下限及OPC动作定值等非线性环节对调频性能的影响,提出了相应参数定量调整的方法,为孤网调速系统参数调整提供了理论依据。     

双馈风机参与调频的速度控制器模糊协同控制及参数校正策略

双馈风机调频的目的是通过释放转子动能对电网提供有功支撑,然而以速度控制器为代表的固有控制环节,其控制目标是维持转子转速稳定运行,两者控制目标的差异性将会引发调频性能与风机运行安全的冲突。为此,提出了双馈风机调频阶段速度控制器模糊协同控制及参数校正策略。首先,为明确调频阶段风机调频参数特征,利用风机转子动能、桨距角减载与虚拟惯量和一次调频的能量对应模式,提出了风机调频控制环节参数与运行点的映射等值模型;其次,考虑以速度控制器为主的风机固有控制环节,分析了速度控制器参数对惯性响应环节的影响,基于模糊逻辑算法提出了提升电网频率控制效果的速度控制器动态运行算法,缓解了与调频环节间的固有矛盾;最后,构建仿真模型对所提策略进行验证,结果表明所提方法可有效协调风机当前运行点以及风机调频控制、风机固有控制等环节的调频性能,提升电网的频率控制支撑能力。     

水轮机智能调速系统数学模型仿真及参数辨识

为建立与电网稳定计算有关的水轮机调速系统数学模型及模型参数测量辨识,提出一种基于自适应人工鱼群-神经网络技术并适用于水轮机调速系统控制的新技术,建立智能调速系统数学模型,使之符合实际调节及微机优化控制。分析了该模型组成部分的传递函数,提出采用自适应人工鱼群算法来弥补人工鱼群和神经网络算法的不足,阐述了自适应人工鱼群算法-神经网络优化器的算法。给出了自适应人工鱼群优化算法参数辨识算法设计和实现步骤。利用Matlab和自适应人工鱼群算法进行模型参数辨识,对一次调频和二次调节试验过程进行仿真并与实测对比。结果表明,仿真值与实测值相当接近,所研制的自适应人工鱼群-神经网络优化器,达到了优化PID调节器控制输出量的目标;所建立的调速系统数学模型真实地反映调速系统在机组并网工况下的调节特性,说明该方法原理正确,可用于优化控制。     

水轮机调节系统一次调频及孤立电网运行特性分析及仿真

介绍了水轮机调节系统一次调频运行及孤立电网运行动态特性的仿真结果,给出了一次调频运行的动态仿真曲线。仿真结果有助于加深对水轮机调节系统基本原理的理解,也有助于了解被控制系统参数（调节对象）和水轮机控制系统（调速器）参数对水轮机调节系统一次调频运行及孤立电网运行动态特性的影响。     

水电站水轮机调速器频率稳定性研究

通过对二滩水电站进行仿真试验研究,建立调速器系统模型并确定相应参数,通过静态和动态测试完成水轮机及调速系统的参数优化.提出了水电站调速器频率稳定性能分析及优化建议,为中、大型水电机组的调频调度控制总结积累了有价值的基础数据.     

发电机组一次调频性能优化及应用

基于一次调频基本原理和考核方式,分析了网频信号采集、控制逻辑、运行方式、设备特征等影响一次调频的主要因素,讨论了DEH(数字电液控制系统)前馈修正、压力反调抑制、快动缓回策略、调频死区优化、凝结水节流、高加给水旁路、补气阀开启、供热抽气调节、背压控制、非线性调速等一次调频控制优化方法,阐明了清洁能源、储能、电动汽车等一次调频辅助措施,并从主站端、电厂端、数据通道三方面揭示了远程一次调频在线测试及性能评价方法的应用特点和发展方向。     

基于PSCAD的区域闭环频率调速系统在不同负荷扰动下的调频参数分析

一次调频是调速系统根据电网频率变化,自发调整机组负荷,确保电网频率稳定的重要途径之一。通过建立典型发电机组一次调频模型和调速系统模型,将控制区等效为一个同步发电机群,进行不同负荷扰动时的仿真试验,分析一次调频参数对控制电网频率的影响,得出参数对控制系统稳态性能和动态性能的影响规律,可作为实际控制系统中参数设置的重要参考。     

水轮发电机组一次调频仿真与参数辨识

对公伯峡水电站4号水轮发电机组控制系统结构、控制规律及各环节调节特性进行分析,建立了调节系统数学模型:对4号机一次调频试验过程进行仿真,并利用Matlab参数辨识工具箱中非线性最小二乘法对原始参数进行校验,取得了满意的效果;对水轮机及压力引水系统非线性模型进行改进,使仿真吻合度和参数辨识结果都得到很大改善.     

水轮机调节系统的MATLAB仿真模型

介绍了水轮机调节系统建模及其分析方法。仿真模型是基于 MATLAB Simulink建立的,能实现水轮机调节系统空载运行、甩100%额定负荷、接力器不动时间、孤立电网运行和一次调频等动态过程的仿真。仿真结果有助于加深对水轮机调节系统基本原理的理解,也有助于了解被控制系统参数（调节对象）和水轮机控制系统（调速器）参数对水轮机调节系统动态特性的影响。     

基于超临界机组适应两个细则的AGC协调控制系统优化

为满足华北电网两个细则对AGC和一次调频的指标要求,对调节性能与一次调频考核指标等进行了说明。根据超临界机组的特点,对超临界机组的协调控制系统进行优化,分为上层控制系统和下层控制系统,对上层的汽轮机主控、锅炉主控、压力控制回路进行了优化,对下层的给水系统、凝结水、磨煤机风门控制系统进行了修正,提高了调节性能指标;同时对一次调频回路进行了技术优化,减免了一次调频考核。试验数据证明优化措施切实可行,具有一定的实用价值。     

电力系统超低频率振荡模式排查及分析

近年来,在水电机组比例较高的孤网和直流孤岛送出系统中陆续出现振荡频率低于0.1 Hz的超低频率振荡现象。为查找振荡原因,文章建立了一个典型的孤岛送出系统,并用特征根分析和时域仿真的方法对超低频率振荡模式进行了排查和分析。当孤岛系统中发电机采用实测调速系统模型参数后,时域仿真中孤岛系统出现了频率振荡,同时计算系统全部特征根可查找到一对超低频率振荡特征根,该特征根根的阻尼比随着发电机调速系统调节速度的加快而降低。进一步的灵敏度计算得出:水轮机引水系统水锤效应时间常数,调速系统的频率放大倍数,以及数字控制部分积分、比例、微分系数将显著改变特征根在复平面上的位置,同时也改变了超低频率振荡模式的阻尼比,这些参数是影响超低频率模式的关键因素。分析表明超低频率振荡是调速系统引起的机械振荡模式,对调速系统进行参数优化可从根本解决振荡问题,同时也降低了机组一次调频能力。另一方面,投入直流控制系统频率限制控制(frequency limit controller,FLC)功能可快速调节直流电流或直流功率,能一定程度提高孤岛系统的频率调节性能,FLC的死区不易过大,其值可参考机组调速系统一次调频死区配置。     

兼顾超低频振荡阻尼特性的水电机组一次调频多目标优化策略

针对水电高占比电网超低频振荡抑制需求及现有水电机组调速系统控制参数整定方法难以有效协调系统阻尼特性与一次调频动态性能之间矛盾关系的问题,提出一种兼顾阻尼特性的水电机组一次调频多目标优化策略。首先建立适用于小波动工况的水电机组调速系统模型,推导调速系统阻尼特性与振荡频率之间的关系表达式,引入用于协调水电机组阻尼特性和一次调频动态性能的多目标函数;然后采用预先处理和后处理相结合的约束处理策略对相应约束条件进行处理;最后采用多目标引力搜索算法对目标函数进行求解,并对非支配解集进行优选,得出水电机组在一次调频工况下的最优运行参数。仿真结果表明,采用所提策略得到的最佳兼容解能在避免一次调频被考核的同时,较好地提升调速系统在超低频段的阻尼水平,有利于抑制超低频振荡的发生。     

湖北某大型水电机组与调速器相关的阻尼特性及振荡模式分析

本文以湖北某大型水电机组为例,对水轮机调速系统的数字控制环节、液压执行环节、水轮机功率环节等部分建模,并进行相-频特性分析计算及孤网方式下的小干扰稳定分析,得出了该机组小干扰的阻尼特性以及振荡模式,通过设定强迫扰动负荷验证了某种频率值下的负阻尼特性。     

超低频振荡阻尼控制中的水轮机调速系统参数双层优化策略

该文针对水电集中外送系统中的超低频振荡问题,提出兼顾阻尼振荡和频响动态性能的水轮机调速系统参数优化策略.首先,基于复转矩法分析超低频振荡的机理及影响因素,验证了通过调整调速系统参数来抑制超低频振荡的可行性;其次,基于信息熵制定了抑制超低频振荡并确保调速系统调节能力的综合性能指标;然后,构建基于综合性能指标的鲁棒优化模型...     

协调AGC与PFR的水电机组有功/频率联合控制策略及应用

电网频率在系统扰动发生后将持续波动，机组一次调频(primary frequency control, PFR)与自动发电控制(automatic generation control,AGC)将先后动作，AGC与PFR作为系统频率调节的主要手段，二者协调动作对频率稳定至关重要。近年来电网实际扰动和水电机组现场试验多次出现了机组AGC与PFR不协调的现象，AGC反向调节PFR，或者PFR动作闭锁AGC(含闭锁反向AGC)调节的现象十分普遍。基于系统计算分析及机组调试发现的问题，提出了一种多模式适应的监控系统有功/频率联合控制系统模型结构，通过在监控系统有功控制结构上设计调频修正逻辑，可实现当频率变化时实时计算调频功率目标值以动态修正监控系统功率给定，实现AGC和PFR的指令叠加。同时为提高监控系统有功/频率联合控制的适应性，在监控系统新增的调频修正逻辑可设置2套独立参数，以匹配调速系统大/小网控制模式。该策略已在白鹤滩等20余台水电机组示范应用，从机组投产至今保持安全稳定运行，解决了水电机组PFR与AGC协调难题。在高占比水电系统及水电高占比新型电力系统中，该策略可以保障水电机组稳定、...     

基于改进粒子群算法的水轮机调速系统参数优化研究

水轮机调速系统控制效果对于提高水轮发电机组工作效率以及提升电能质量具有非常重要的作用,因此,对其进行有效控制具有非常重要的应用价值,为了能够弥补传统水轮机调速系统控制的缺陷,将改进粒子群算法应用于水轮机调速系统地参数优化。首先,分析了水轮机调速系统的基本原理;其次,分析了水轮发电机组调速系统的模糊PID控制算法;然后,讨论了改进粒子群算法的基本理论,设计了相应的数学模型和算法流程;最后,进行了基于改进粒子群算法的水轮机调速系统的参数优化仿真,仿真结果表明,改进粒子群算法能够有效地提高水轮机调速系统的可靠性。