一种储能改善低电压穿越期间风电场注入电流特性的致稳策略

风电场根据并网导则在低电压穿越期间向系统注入无功电流可能引起风电系统失稳,导致风电场低电压穿越失败。针对该问题,建立了该运行工况下含有锁相环环节的风电系统状态空间模型,有效揭示了系统失稳的原因,提出了利用储能装置改善风电场注入电流特性进而维持系统稳定的措施。仿真结果表明:所提风电系统低电压运行工况下的状态方程能够有效地描述系统的小扰动稳定特性;储能装置通过合理注入有功电流改善了风电场注入电流特性,有效提高了风电场低电压情况下的系统稳定性。     

基于暂态势能控制的储能提高暂态稳定性研究

为研究储能电源快速提高电力系统的暂态稳定性,提出一种基于支路暂态势能控制的方法。利用储能电源的快速能量转换能力消纳电力系统扰动过程中被注入的过剩暂态动能,将系统内临界割集的支路暂态势能控制在有限范围内,实现电力系统暂态过程中动能与势能的有效转换。通过电力系统分析综合程序PSASP的用户自定义建模模块,构建反应储能电源特性的储能电源暂态模型并定义了暂态稳定评价指标。仿真分析结果表明,所提方法和研究结果对于储能电源提高电力系统暂态稳定性具有指导意义.     

基于智能软开关优化配置的配电网柔性互联策略

目前的储能建模研究大都关注其电磁仿真模型,难以用于大规模储能接入对系统稳定性的影响研究。该文提出了集中式储能电站的机电暂态建模方法,在电力系统分析综合程序PSASP的用户自定义（UD）模块中搭建了考虑限幅和附加功率控制的储能机电暂态仿真模型。在此基础上,提出了储能电站的自适应附加功率控制方法,并搭建了相应控制模块。不同工况下的仿真结果证明,所提模型能够准确模拟储能对电力系统的暂态支撑,所提自适应附加功率控制方案进一步提升了储能电站对系统的暂态支撑能力。     

基于PSASP与DIgSILENT/PowerFactory软件的风电机组建模与仿真研究

在详细分析普通异步风电机组各模块数学模型的基础上,运用PSASP的用户程序接口(UPI)建立了用于动态仿真的风电机组的暂态计算模型,使用该模型对一典型风力发电系统进行了仿真计算,并将结果与DIgSILENT/PowerFactory软件建立的风电机组模型的计算结果进行了对比分析,研究结果表明:运用PSASP/UPI建立的风电机组暂态稳定模型具有较好的工程实用性,能够准确地模拟风电机组的动态性能,仿真结果具有较高的准确度和可信度。     

并联储能型FACTS装置的PSASP建模与仿真

利用储能技术可以有效缓解、抑制电力系统的功率不平衡问题,提高电力系统运行水平。首先研究了结合储能设备和电力电子技术的并联储能型柔性交流输电(flexible AC transmission systems,FACTS)装置的潮流和暂态数学模型;然后在电力系统分析综合程序中基于注入功率法建立了潮流的用户自定义模型,暂态建模则采用节点注入电流法;最后在美国电力科学研究院7节点实验系统中加入并联储能型FACTS装置,进行潮流和暂态稳定计算。结果表明,潮流计算的收敛性良好,自定义模型通过调节无功功率较好地控制了母线电压。暂态稳定计算中并联储能型FACTS装置较好地抑制了发电机的功角摆动,有效提高了电力系统稳定性。     

光伏电站接入孤立电网的动态建模与稳定性分析

为了分析光伏电站接入孤立电网的可靠性和稳定性,开发了基于PSASP的光伏电站仿真模型及其储能系统控制策略。利用PSASP的用户自定义模型（UDM）,设计了完整的适于工程应用的光伏阵列模型、逆变器装置模型、MPPT控制模型以及蓄电池储能装置模型。分析了储能系统的工作原理,确定了蓄电池储能系统的容量配置方法和并网控制策略,并对实际孤立电网进行了仿真分析。仿真结果表明,在发生光照强度变化和三相短路故障的情况下,蓄电池储能系统能够维持电网的功率平衡以及并网点的电压水平,减小故障后的系统振荡,确保了孤立电网的稳定性,证明了该系统及其控制策略稳定可靠。     

特高压直流闭锁在PSASP中的交互仿真方法

随着特高压直流（ultra high voltage direct current， UHVDC）输电的快速发展，当前我国逐步形成了强直弱交的混联电网，直流系统闭锁故障给交流系统的安全稳定运行带来了巨大挑战。混联电网故障后的紧急控制严重依赖于电网仿真结果的准确性。因此，准确的直流故障模型和仿真分析方法至关重要。在已有直流故障功率模型的基础上，研究了特高压直流闭锁在电力系统分析综合程序（PSASP）中的交互仿真实现方法。首先介绍了PSASP现有自带模型存在的不足，然后基于直流故障功率模型给出了直流故障交互仿真方法的步骤及原理，通过MATLAB及VB编程将直流故障功率模型注入PSASP中，并不断调用PSASP的暂态稳定程序，实现与PSASP的交互仿真计算。最后，通过对实际电网直流闭锁故障进行仿真复现，验证了该交互仿真方法的有效性及准确性。     

基于电池储能装置的电力系统暂态稳定性分析

建立了包含电池储能装置特性以及储能装置控制器的动态模型,该模型考虑了电池的充放电特性,采用有功无功解耦控制,利用PSS／E用户自定义模块设计了有功功率辅助控制系统。在单机无穷大系统和New England1O机39节点系统中仿真验证了自定义模型的正确性和储能装置提高电力系统暂态稳定性的有效性。     

无功补偿设备对风电机组暂态特性的影响

在电力系统仿真软件PSASP6.8中建立了基于静止无功补偿器(static var compensator,简称SVC)补偿型发电机组的模型,仿真计算在一个由5台风电机组构成的风电系统中进行,对采用SVC装置的异步风电机组暂态特性进行了分析.仿真结果表明SVC补偿型机组具有快速调节无功功率的能力,SVC装置对机端电压有...     

含蓄电池储能的永磁直驱风力发电系统并网研究

风力发电系统输出功率的随机性和波动性,给大规模风电并网带来严重挑战。为了有效地改善永磁直驱风力发电系统并网特性,在直流侧增加蓄电池储能装置。设计了储能电池侧双向DC/DC变换器的控制策略,建立了含有储能电池的风力发电系统仿真模型。分别仿真分析了电网侧需求功率变化以及风速变化时系统的动态响应特性。仿真结果证明,增加蓄电池储能装置可以有效地提高永磁直驱风电系统并网特性。     

PSASP在风力发电机动态建模仿真过程中的应用

使用电力系统分析综合程序(PSASP)的用户程序接口(UPI)调用动态连接库文件建立了风力异步发电机的暂态模型,使用模型在PSASP中对一典型风力发电系统进行计算,通过暂态计算结果分析了短路接地和阵风冲击对风力异步发电系统暂态稳定的影响。仿真结果表明:用建立的风力异步发电机暂态稳定模型是可用的、正确的。     

暂态稳定约束下风电基地出力优化研究

风场出力优化已成为规划设计风电场时迫切需要解决的问题。本文提出了计及暂态稳定约束的风场出力优化问题的数学模型,并明确了数学模型中目标函数及各约束条件的物理意义。分析了风场出力暂态稳定裕度灵敏度的计算方法,并基于风场出力暂态稳定裕度灵敏度这一指标提出了风场出力配置的优化算法,最后利用PSASP仿真论证了本文算法的有效性。     

风储联合并网发电系统建模与运行控制

针对并网风力发电的随机波动,在风电场配置规模化电池储能系统,采用结构简单且控制性能良好的永磁同步风电机组,构建风储联合并网发电系统模型并实现其运行控制。基于最大功率捕获和有功无功解耦控制设计风力发电机组的控制系统,釆用定周期比控制策略和反馈线性化理论实现电池储能系统的功率传输控制。在PSCAD/EMTDC仿真软件中搭建了风储联合发电系统仿真模型,结果表明,釆用定周期比控制策略和反馈线性化理论设计电池储能单元可以快速跟踪参考控制指令,实现对风电功率波动的平抑,进而验证了所提出风储联合并网发电系统模型和控制系统的有效性。     

电动机模型结构及参数对暂态稳定仿真的影响

针对目前负荷模型应用的薄弱环节,就三阶感应电动机模型及一阶机械暂态感应电动机模型和恒定阻抗模型对暂态稳定仿真结果的影响进行系统研究。首先,实现一阶机械暂态感应电动机模型与电力系统分析综合程序PSASP(Power System Analysis Software Package)的接口。然后．以PSASP为仿真手段,以湖南电网和WSCC-9节点系统为研究对象,仿真研究感应电动机模型参数及综合负荷模型结构对电力系统暂态稳定性的影响。研究表明。感应电动机定子漏电抗增大将使系统暂态稳定裕度显著减小．使用三阶感应电动机模型仿真所得系统的暂态稳定能力明显低于一阶模型和恒定阻抗模型的相应结果。最后的结论对电力系统负荷建模和模型应用具有较大的理论意义和工程应用价值。     

电-热-氢综合能源系统鲁棒区间优化调度

该文采用鲁棒区间法挖掘电-热综合能源系统协调运行的潜力,以缓解风电功率的不确定性对电力系统的运行稳定性的影响,并构建风力发电与氢储能系统相结合的风-氢混合系统,考虑氢储能系统的热平衡需求,以充分发挥氢储能系统的储能效率,平抑风电的波动性。首先,介绍了考虑氢储能系统接入的电-热综合能源系统结构,并构建其数学模型;然后,以区间形式考虑风电的不确定性,构建含风电的鲁棒区间优化调度模型,使系统在所有风电出力允许区间内,均满足允许约束条件;再次,建立一种含风-氢混合系统的电-热综合能源系统鲁棒区间优化调度模型,采用对偶理论将原模型转化为单层模型进行求解,最坏情况下的风电不平衡功率由可调机组根据时变参与因子进行调整;最后,以PJM-5节点电力系统与6节点热力系统和辽宁省北部太和综合能源系统为例对所提模型进行分析,验证了模型的有效性。     

独立风力发电系统中VRB的控制设计

随着风力发电规模的不断增大,为提高独立风电系统运行的稳定性,本文在该系统中增加了新型环保钒氧化还原液流电池(VRB)储能系统,以有效减少功率波动给系统带来的不利影响。根据VRB等效数学模型,分析了VRB荷电状态(SOC)与端电压之间的变化特点,设计了VRB SOC的控制方法,并对具有VRB储能系统的独立风电系统进行建模和仿真。仿真结果表明,在含有VRB储能系统的独立风电系统中,通过控制VRB SOC可以使系统在风速及负荷瞬变的情况下保证对负荷的稳定供应。     

含风电的电力系统不对称故障后机电恢复特性修正方法研究

在发生不对称故障情况下,风电系统机电暂态仿真结果与电磁暂态仿真结果间存在较大的差异,严重影响了仿真系统稳定性评估的准确性。为减少在不对称故障情况下风电系统机电暂态仿真与电磁暂态仿真间的误差,文中提出了一种基于数据挖掘的风电系统机电暂态仿真恢复特性曲线修正方法,并给出了其机电仿真的主要误差评价指标。最后,以PSCAD/EMTDC上风电系统的电磁暂态仿真曲线为标准响应曲线,以PSASP上风电系统机电暂态仿真曲线为目标,通过构造相应的样本库和修正算例进行验证,仿真结果说明了所提出方法的有效性和评价指标的合理性。     

考虑暂态稳定性的网储多目标双层优化

随着风电和负荷的不断发展,输电阻塞、弃风和运行安全等问题对电网规划提出了新的挑战。储能系统具有响应速度快、配置方便灵活、适用范围广等优点,在风电消纳、缓解输电阻塞、系统安全运行中发挥着重要作用。为提高电网输电能力和抗扰动能力,结合系统故障后的暂态运行特性,在规划和运行层面综合考虑电网输电能力、弃风水平和暂态稳定性,以系统建设运行指标和系统稳定指标为多目标建立双层网储联合规划模型。外层模型为考虑储能系统选址定容规划的多目标模型,内层模型为考虑机组组合问题的输电网扩容模型。为提高求解效率,将扩容线路潮流约束、储能系统充放电模型、机组发电成本曲线等进行线性化处理。采用NSGA-Ⅱ算法和GUROBI求解器求解所提模型,并利用改进Garver-6 节点系统进行算例分析,在不同场景下验证了所建模型的有效性和合理性。     

风电场接入电网末端后系统稳定性分析

为确保蔚县风电场接入河北省南部电网后系统运行稳定,利用PSASP暂态分析软件对蔚县风电场进行最大接入容量分析、稳态分析、暂态分析、风机低电压穿越测试,证明了河北省南部电网接入大型风电场的可行性。     

基于风电预测误差聚类的分布鲁棒含储能机组组合

为应对风电不确定性给电力系统调度带来的难题,提出了一种基于风电预测误差聚类的分布鲁棒含储能机组组合模型。首先,基于狄利克雷过程高斯混合模型对风电预测误差进行聚类,建立了数据驱动的风电预测误差模糊集,并进一步建立了考虑风电场间风电预测误差相关性的不确定集。接着提出了考虑储能的分布鲁棒机组组合模型,建立了考虑储能系统循环老化成本的目标函数。针对该模型min-max-max-min的4层结构,将其分解为两阶段问题,在第1阶段中引入运行域变量、爬坡事件约束与储能能量约束,以消去第2阶段中的动态约束,并将第2阶段问题通过KKT条件转化为单层问题,然后采用列约束生成算法对两阶段问题进行求解。最后,通过IEEE 6节点以及IEEE 118节点的算例分析,证明了所提模型的鲁棒性和有效性。