基于单机等值与选择模态分析的风电场等值建模方法

随着风电接入电网容量的不断增加,风电接入对系统稳定性的影响愈发明显。因此构建合理的风电场并网模型对研究含风电场电力系统的动态特性具有重要意义。针对风电场的详细建模常常带来模型阶数过高、仿真时间过长等问题,提出了一种基于单机等值与选择模态分析的风电场等值建模方法。该建模方法首先对多台风机进行聚合等效,然后在单机等值聚合模型基础上,应用选择模态分析的方法,进一步降低模型阶数。数值仿真结果表明,该动态等值方法不仅可实现不同风速下多台风机的等值,还能够近似还原多风机系统原始的稳态与暂态行为,从而在风电场并网分析中可显著减小模型阶数,提高计算速度。     

（七）风电场送出电网继电保护配置研究

开展大规模风电场并网送出电网继电保护实时数字仿真（RTDS）试验,指出现有风电场送出电网继电保护存在的问题,给出风电场送出电网保护配置建议：110 kV送出线路的主保护采用分相电流差动保护,后备保护采用解微分方程算法的距离Ⅰ段,或将相量距离Ⅰ段保护延时0.15 s动作,同时配置常规距离II、III段及零序电流保护;送出变压器主保护采用差动保护,励磁涌流判据采用间断角鉴别、时差法等方法,后备保护配置复合过电流保护及零序电流方向保护;330 kV送出线路主保护配置2套独立工作的分相电流差动保护,采用电压突变量选相元件及基于零序分量的方向元件,后备保护配置与110 kV送出线路相同。（详见2013年第33卷第7期）     

火电厂NO_x排放在线监测研究

针对现有NOx排放在线监测系统无法准确、完整反映火电厂脱硝设备及排污状况动态变化的问题,建立了一种远程NOx排放实时在线监测系统,分析了系统的构成、数据采集及主要计算指标,并全面展示了系统的应用功能。火电厂NOx排放在线监测系统在采集火电厂侧烟气排放CEMS数据的基础上,全面采集了脱硝系统的设备运行数据,统计分析更加准确;系统以脱硝工艺流程实时展示单台机组的脱硝状态,配合关键指标刷新监测及数据超限报警进行全面NOx排放在线监测;采用统计报表平台实现实时数据及统计指标的及时处理;实时数据库与关系数据库相结合的数据存储方式保证了平台监测数据的透明、公开、公正。目前火电厂NOx在线监测系统已在某发电集团得到应用,实现下属火电机组污染物排放的实时监管,完成污染物排放数据的统计和分析,促进节能减排。     

基于MSP430的智能变电站电能监测单元设计与实现

介绍了智能变电站网络结构,综合分析了谐波监测、评价方法,在此基础上设计了基于MSP430单片机的智能变电站电能监测单元。按照IEC 61850-9-2和IEC 61850-8规约分别实现了SV网协议栈和MMS网协议栈。以满足电能监测单元与智能变电站间隔层SV网和站控层MMS网的数据交互要求。通过高精度SV网数据采集实现了电力系统实时数据的精确计量。同时,在对谐波监测方法进行分析比较的基础上,采用快速傅立叶变换(FFT)方法通过电能监测单元完成高速谐波监测,并对谐波评价关键参数进行计算。通过试验测试,验证了该智能监控单元测量精度满足国标要求,对接入点20次谐波的测量误差小于1%,可以正确反映谐波含有率和总谐波畸变率水平:与SV网、MMS网稳定通讯,且具有良好的抗电磁干扰能力。     

含储能型虚拟同步发电机的直驱风机并网系统自适应协调阻尼控制策略

储能型虚拟同步发电机(VSG)的灵活控制特性能够为风电并网系统提供有效的频率和电压支撑,然而系统振荡特性会受到一定程度的影响,同时风电时变出力特性导致的运行点变化也将使得定参数阻尼控制表现出适应性不足的问题.为此,提出了适应风电出力时变特性的自适应协调阻尼控制策略.首先,在风电并网系统状态空间模型的基础上推导线性变参数模型,以直驱风机的有功功率为调度变量,根据稳定域确定运行空间范围;然后,利用间隙度量对运行空间进行划分,确定各子运行空间的典型运行点并将其作为多胞形顶点,建立调度增益与系统运行工况以及控制器的映射关系;最后,针对不同频率振荡模式协调设计自适应控制器.测试系统的仿真结果表明,所设计的自适应协调阻尼控制器不仅能够同时阻尼含储能型VSG并网系统中的次同步振荡和低频振荡,也能在风电出力大范围时变工况下保持良好的阻尼水平.     

特高压直流送端系统的运行约束及新能源消纳挑战研究

针对特高压直流工程投运后电网特性的变化,分析了电力系统安全、经济运行面临的挑战及可采取的对策。首先在简要介绍直流系统故障的基础上,分别针对有功回退引起的暂态功角稳定问题与无功冗余造成的暂态过电压问题进行了理论分析,并根据陕西电网仿真计算结果进一步说明直流投运后对运行灵活性的制约。然后分析了运行灵活性下降对新能源消纳造成的影响,讨论了提高新能源消纳能力的对策。最后对所讨论问题进行归纳总结,并提出了未来工作与研究的展望。     

燃煤机组不同灵活性调节方案参与一次调频过程的经济性分析

提高燃煤发电机组运行高效灵活性是提高电网运行安全性的有效手段。采用GSE软件搭建了660 MW超临界燃煤机组动态仿真模型,研究了一次调频过程中4种热力系统调节方案下的主要热经济性参数和蓄热量的动态特性,定义了一次调频过程的热经济性指标,最终分析了一次调频作用时间和调节方案对平均标准煤耗率差值的影响规律。研究表明：一次调频升负荷过程,4种不同调节方案中的汽轮机输出功率和发电厂总效率均迅速升高,而发电标准煤耗率规律正好相反;锅炉和汽轮机系统蓄热量降低是4种方案可以参与一次调频的本质原因;平均标准煤耗率差值的最小值为-22.15 g/（kW·h）,出现在高加抽汽节流方案下且一次调频作用时间为90 s。     

节能发电调度煤耗在线监测研究及应用

对节能发电调度煤耗在线监测技术的研究和应用进行了介绍。煤耗在线监测技术是掌握机组煤耗水平的一种方法,可用于电网对机组的节能调度,也可用于发电集团和电厂对发电机组的指标对比、节能评估、负荷优化调度等。     

基于分区电价的跨区电力调度双层优化模型

为充分利用跨区调度资源,提出一种基于分区电价的跨区电力调度双层优化模型。采用等效发电成本曲线对区域内部的煤电机组出力进行建模,采用一种基于整数规划的机会约束方法对风电和光伏出力进行建模。建立与分级调度模式相适应的双层优化模型,作为上级调度机构的上层模型以区域间送受电量为决策变量,以区域间送受电量价值最大化为目标,下层模型实现区域内部的经济调度。根据卡罗需-库恩-塔克(KKT)条件将双层模型转化为单层模型进行求解。算例结果验证了所提模型的有效性。所提模型在送电区域和受电区域之间维持一定的电价差异,通过传输较少的电量缓解受电区域的电力供需矛盾。     

适用于次同步振荡分析的直驱式风电场等值方法

为解决大规模直驱式风电场阻抗建模困难和数值仿真节点限制的问题,基于阻抗分析法的核心原理,以等值前、后直驱式风电场外阻抗特性相一致为目标,提出了适用于次同步振荡分析的直驱式风电场等值方法。该方法包括基于阻抗灵敏度分析的分群聚合和基于遗传算法的等值降阶2个步骤。分别以风电场含相同型号直驱风机和不同型号直驱风机为例,对等值前、后的直驱式风电场外阻抗特性进行对比分析。结果表明,所提方法能够实现大规模直驱式风电场模型的等值降阶,等值前、后的直驱式风电场外阻抗特性较为接近,其等值误差能够被量化。