考虑储能调频死区的一次调频控制方法

提出一种考虑储能调频死区的综合一次调频控制方法。通过对常规机组调频死区机理分析,定义储能参与调频的死区限制,为充分发挥储能快速、精准响应在电网调频中的潜力,将储能调频死区的界限设置在常规机组死区的范围内,有效改善电网频率质量,并避免常规机组参与调频的频繁动作;通过分析虚拟下垂与虚拟惯性控制对电网频率的影响,提出一种将二者合理结合的控制方法,依据系统调频需求,选择相应的控制策略,以实现两种控制策略的协调运行及优势互补;为了约束储能功率输出,对虚拟下垂与虚拟惯性控制采用基于logistic函数的自适应控制规律,从而避免荷电状态(SOC)耗尽或饱和现象的发生。最后利用Matlab/Simulink对典型区域电网进行了仿真证明,结果表明所提控制策略可以有效改善频率质量,同时能明显减少常规机组的动作比例。     

风电并网一次调频控制性能研究

为了使采用双馈式异步电机的风力发电并网系统具备参与电网一次调频的能力,需要对并网系统开展一次调频性能研究,采用下垂控制方案,解耦有功功率和无功功率,通过控制有功功率输出来动态响应频率波动。针对传统下垂控制在响应电网频率调节过程中,输出功率与参考功率偏差较大引起的控制系统过度调整问题,引入动态下垂系数作为原下垂控制系数负反馈相,使频率与下垂控制系数的乘积在可控范围内变换,实现下垂系数根据目标频率实时调节;针对风机并网系统一次调频过程中的功率震荡问题,建立风电并网虚拟同步机数学模型,采用自适应虚拟参数,并分析参数取值范围。通过Matlab/Simulink仿真和实验验证所提方案可以使风电并网系统一次调频控制性能更优。     

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。     

储能参与一次调频的优化控制策略研究

浙江电网作为典型的受端电网,特高压直流的大规模接入和新能源渗透率的不断提高对系统频率稳定带来巨大挑战。通过搭建浙江电网统一频率模型,模拟浙江电网在负荷扰动下的系统动态频率响应情况。基于储能系统采用下垂控制方式参与系统一次调频,对比有无储能参与一次调频时的系统频率波动情况来分析储能的调频作用及效果。此外,提出储能的调频死区和调差率的优化选取方法,在不同工况下通过动态调整储能的调频控制参数,以提高储能的功能性和经济性。     

发电机组参与电网一次调频的特性研究

一次调频是确保电力系统频率稳定的主要途径之一,但目前采用DEH(数字式电液)控制系统的发电机组,通过调节系统设置较大的调频死区,切除一次调频的控制作用,大大降低了一次调频在突发性事故中稳定电网频率的作用。为研究发电机组参与电网一次调频的特性,建立了3区域互联系统的数学模型,并通过仿真试验,分析研究了不同的调频死区参数设置条件下,电网稳定所需要的一次调频容量,确定电网负荷扰动大小与机组调频容量之间的关系,对于指导电网中发电机组调节系统的参数设置和调整以及电网一次调频容量的确定具有重要的指导意义。     

风电机组参与一次调频的改进控制策略∗

风电机组常采用下垂控制和虚拟惯性控制参与电网一次调频,现有研究表明下垂系数和惯性系数设置不合 理会影响调频的效果,因而提出一种基于多目标优化控制参数的改进控制策略.基于频率波动的平均频率偏差值,同 时考虑频率趋于稳定的时间等影响调频效果的因素,构建惯性/下垂控制参数设置的多目标优化模型,采用遗传算法 求解最优参数组合,通过与以最大频率偏差值为优化目标的调频结果进行对比,验证了所提方法在综合优化调频效果 方面的有效性和优越性.     

基于一致性改进下垂控制的微电网频率研究

针对传统下垂控制在调节交流微电网频率稳定性时出现频率波动过大、调频死区的问题,提出一种基于一致性改进下垂控制的分层控制策略应用于含有多储能装置的交流微电网系统中,并构建含柴油发电机混合发电系统与孤网微电网互动的新模型。在此基础上,对微电网调节频率进行建模,通过所提出的分层控制对混合发电系统进行有功功率响应微电网需求,实现了稳定频率的目的。最后进行MATLAB/Simulink算例仿真。结果表明,所提出的一致性改进下垂控制的分层控制策略解决了分布式电源功率分配失衡问题,改善了微电网的频率质量。     

增强型调速器对电网超低频振荡稳定性的影响

研究了水电机组增强型调速器对电网超低频振荡稳定性的影响。根据增强型调速器主要改进了一次调频死区的特点,利用考虑一次调频死区的调速模型,推导了计及电网稳态频率偏移量的增强型调速器一次调频死区的描述函数,给出了基于描述函数的增强型调速器对电网超低频振荡稳定性影响的理论分析结果,并在单机带负荷系统和云南电网中进行了仿真验证。结果表明,增强型调速器对超低频振荡稳定性的影响与不含一次调频死区的调速系统的稳定性、电网稳态频率偏移量以及扰动大小等因素相关,当电网稳态频率偏移量等于死区设定值时,增强型调速器机组的超低频振荡会发展成自激振荡。     

基于变下垂系数的风电全直流输电系统一次调频协调控制策略

风电场经直流汇集-直流送出的风电全直流输电系统中,直流系统的存在会解耦风电场和受端电网的频率耦合,在传统控制策略下对受端电网频率支撑能力弱。为此,提出一种针对风电全直流输电系统的一次调频变下垂协调控制策略。首先,提出基于Logistic函数的电压-频率变下垂频率传递策略,以直流系统电压为媒介,建立起电网频率与风电场功率的耦合关系。基于该频率传递策略,构建了由受端换流站的变下垂虚拟同步发电机(virtual synchronous generator, VSG)控制、直流升压站的改进双闭环控制及风力发电机的变下垂减载控制组成的风电全直流输电系统一次调频协调控制策略,实现系统无通信传递频率并参与电网一次调频。最后,利用Matlab/Simulink软件搭建风电全直流输电系统仿真模型,在不同工况下进行仿真验证。仿真结果表明,所提控制策略能使风电场在不依赖远端通信的情况下实现对电网的一次调频,同时,有效减小了调频过程中直流电压的波动幅度。     

基于虚拟惯量和频率下垂控制的双馈风电机组一次调频策略

针对双馈风电机组(DFIGs)不具备调频控制能力的问题,设计DFIG一次调频控制策略,实现了DFIG参与电网一次调频。研究DFIG功率控制原理和频率响应过程,并考虑虚拟惯量、频率下垂控制对应的响应时间尺度不同,提出基于虚拟惯量和频率下垂控制的DFIG一次调频策略,增强了DFIG应对频率变化时的暂态和稳态功率调节能力。基于RT-LAB软件搭建了DFIG频率响应控制的半实物仿真平台,仿真与实测结果验证了该方法能够有效提高DFIG电网频率适应性。     

固态高频电源频率保护电路

固态高频的频率对应某一个负载都有一个频率范围,然而在故障状态下,如感应器短路、开路、接地等,使得输出阻抗产生激烈的变化,电感值发生很大变化,引起负载工作频率的改变。当频率发生激烈的变化时,频率过高,产生过电压;频率过低,产生过电流。上述两种情况都会损坏设备,影响正常的生产。叙述了固态高频电源频率保护的原理和电路设计,当设备的工作频率超出正常工作频率范围时,能迅速给出报警动作,使整流桥从整流状态转换到逆变状态,从而保护设备免遭损坏。     

基于频率跟踪的定频采样测量算法

针对传统测量算法的改进,提出一种基于软件的频率跟踪测量算法,应用于固定频率的保护和测控一体化装置。在较低的固定采样频率下根据采样值实时计算出被测量的实际频率,再根据频率偏差用软件算法补偿修正被测量,进而得到准确的测量值。仿真结果表明,该算法可以在较宽的频率范围内,对含有谐波的交流量实现精确测量。该算法应用于实际的数字式保护测控装置,既不影响继电保护动作,又能满足测量精度,取得了良好的效果。     

利用锁频环路的快速跳频合成信号发生器

本文介绍一种高性能快速跳频合成信号发生器,利用锁相环路和锁频环路相结合的原理和跳频校准控制技术而实现的。着重介绍了延迟线鉴频器锁频环路的工作原理、低噪声特性和宽带特性,仪器实现低相噪和快速频率转换的机理。介绍了通过信道、序列设置,每个频率点的环路增益参数和预调电压的校准和存储,实现快速跳频的方法。     

考虑频率特性的变频负荷模型研究

随着电力电子技术的发展,变频调速技术的使用也越来越广泛。因此,对于变频电机的建模与分析也得到了越来越多的学者的关注。另外,由于分布式电源的接入,频率对电网产生的影响较大,因此考虑负荷的频率特性也具有重要的意义。采用变频调速矢量控制法和动态相量法两种方法对考虑频率特性的变频电机模型进行建模,并与不考虑频率特性的异步电动机进行仿真比较分析,找出更符合实际的负荷模型。     

电力系统频率问题浅析与频率特性研究综述

现代电力系统的发展使得系统频率特性更加复杂化,同时系统安全稳定经济运行对频率稳定提出了更高的要求,电力系统频率问题日益显著,关于系统频率特性的研究涌现并被应用于保障系统安全稳定运行。首先回顾了近年来国内外电力系统频率事故的发展过程并结合事故过程中频率特性分析事故原因,结合现代电力系统的特点从多角度分析了高比例电力电子接口装置接入对电力系统频率特性的影响,然后以单机模型为例分析了机组参数对电力系统频率动态过程的多重交互影响,并总结了系统惯量估计、发电机组调频性能监测和两者共同作用对系统频率动态行为影响监测的相关研究及应用情况。最后提出了在未来系统频率特性领域值得探索研究的问题和方向。     

基于FPGA的小数分频频率合成器设计

文中介绍了一种小数分频频率合成器的设计方案。该方案中的分频部分基于FPGA进行设计与实现,仿真结果表明正确。FPGA在设计方案中的应用使得电路简单且便于二次开发。     

Dynamic measuring of frequency and frequency oscillations inmultiphase power systems

Instantaneous system frequency is defined, and a method of frequency measurement is proposed which determines the angular velocity of the rotating voltage space phasor. Impulses in frequency caused by steps in phase are blanked out, whereas harmonics and noise are suppressed by FIR filters. Using an optimized observer-based filter, frequency modulations are split into and frequency drift and frequency oscillation signals, which can be used in power control and power system stabilization     

Quantum frequency standards

A brief review of quantum frequency standards development since the early stage of quantum radiophysics is presented. The level of performance achieved and various applications in science and technology prove that the quantum frequency standards are a classical example of the remarkable impact of quantum radiophysics into 20th century civilization     

基于AD9910的宽带捷变频频率合成器设计

选取了内部时钟可以达到1 GHz,输出频率最高可达400 MHz的高性能DDS芯片AD9910作为核心器件,设计了500 MHz捷变带宽的频率合成器.分析了AD9910的宽带动态不失真范围(SFDR),选取了合适的频段进行捷变频率合成.应用了混频的方法,在保证低噪声的前提下,产生频率捷变带宽500 MHz、跳频时间可达...     

Medium frequency shaft voltages in large frequency converter driven electrical machines

The operation of large electrical machines like turbo-generators with ratings of several hundred MVAs by static frequency converters can cause shaft voltages of several hundred volts. The shaft voltages consist of peaks with a time constant of some μs. They occur mainly during the rectifier switching at the grid-linked section of the converter. The voltages are the result of a coupled capacitive and inductive phenomenon. The root cause of these voltages is shown and a machine model of turbo generators for several 10 kHz is developed taking parasitic capacities and eddy currents into account. It is not sufficient to limit the model just to the generator. It is the combination of transformator, cables, frequency converter and generator, which allow for such high voltages. Comparisons with measurements on a 300 MVA generator are made to verify the model. A high level of agreement between measurement and calculation is reached for this recently discovered capacitive inductive shaft voltage phenomenon. Especially the high power class of the equipment involved reveals the underlying physics fairly clearly, but enforces a deep investigation and high predictability of the right counter measures in order to avoid substantial risk exposures.