风电场分布式能量管理系统：体系架构和关键技术

当前大规模波动性风电接入给电网安全、有功调度和无功电压控制带来严重挑战,传统能量管理系统(EMS)的集中式架构在网络建模、信息通信、分析的快速性以及控制的敏捷性方面均难以适应抑制风电快速波动的要求。为此,提出了分布集中式EMS框架下的风电场分布式EMS的体系结构,详细阐述了其关键技术,含:风电场网络建模及全状态感知、风功率预测、状态监视、安全分析和自动发电/电压控制等。通过一个风电场EMS自动电压控制的应用实例说明风电场分布式EMS的运行效果。     

能量管理系统（EMS）

调度员培训模拟器（ＤＴＳ）是培训电力系统调度员的强有力工具，是ＥＭＳ不可缺少的一部分。该讲介绍了ＤＴＳ的主要功能及设计原则，并对其基本组成部分了详细的描述。     

基于公共信息模型的能量管理系统数据库设计

将IEC61970公共信息模型面向对象的建模思想应用到数据库的构建,根据对公共信息模型特征的分析,针对现实电力系统特征提出了一种基于公共信息模型建立能量管理系统数据库的方法,并描述了其建立过程.     

风电场的发电可靠性模型及其应用

建立了风电场的发电可靠性模型,介绍了该模型在随机生产模拟和随机潮流分析等方面的应用。该模型考虑了风速的随机变化、不同风电场之间风速的相关性、风电机组的功率特性及其强迫停运率、风电机组的布置和尾流效应以及气温等因素及风电场输出功率的影响,揭示了风电场输出功率的统计规律。     

当前和未来的现代化能量管理系统

当前和未来的现代化能量管理系统ＡＢＢ输配电设备有限公司ＡｎｄｅｒｓＷｅｉｂｕｌｌａｎｄＦｏｌｋｅＤａｈｌｆｏｒｓ１前言目前已经发展得比较完善的能量管理系统（ＥＭＳ）中，有许多应用软件可以帮助电力公司的工作人员实现输电网络的自动化。这些应用软件可以在确...     

地区电网能量管理系统的规划研究与应用

论述了地区电网开发应用EMS的必要性，研究分析了EMS技术的发展与功能，结合实际电网应用实践，提出了地区电网EMS的规划与设计方案，讨论了应用中存在的问题，并提出了改进建议，在此基础上，对新一代EMS进行了展望。     

基于构件技术的能量管理系统设计思想

能量管理系统（EMS）的软件质量和生产效率的提高依赖于软件复用的深度和广度。文中面向EMS这个特定领域,基于构件技术,提出了一种EMS的层次模型。在对电力系统EMS的服务需求进行分析的基础上,从逻辑上将系统分为用户界面部分和数据处理部分。从构件技术的思想出发,将EMS分为数据采集、能量管理和网络分析3个层次。所提出的EMS的构件化层次模型,基于逻辑进行C／S功能的划分、基于功能对象进行构件的划分,有利于实现相应的软件复用。     

RD-800/B分布式能量管理系统中的高级应用功能

着重介绍了基于ＵＮＩＸ操作系统ＲＩＳＣ工作站的新一代ＥＭＳ系统－ＲＤ－８００／Ｂ分布式能量管理系统的高级应用子系统，给出了其硬件和软件结构以及高级应用的主要功能，并结合实际应用分析了系统的性能特点。     

用于开放分布式能量管理系统的高级应用软件

本介绍了开放分布式能量管理系统高级应用软件和软件的结构、实现的功能、所使用的算法以及实用化等问题。该软件用Ｃ语言编程，运行在ＵＮＩＸ系统的ＲＩＳＣ工作站上，可以和各种ＳＣＡＤＡ系统相联使之升级为ＥＭＳ。本还介绍了系统中的实时数据库管理、人机交互、网络通信、任务调度和应用软件等子系统的特点以及在河南电网在线应用中的经验。     

储能系统改善大规模风电场出力波动的策略

针对利用储能提高风电对其并网系统的友好性,给出了一种基于储能平抑风电出力波动的策略。对大规模风电并网的某区域电网负荷与风电出力的数据进行了统计分析,得到负荷和风电出力的时域分布规律,提出了利用储能系统协调风电场有功出力与其并网系统负荷功率波动的策略,并建立了相应的数学模型。基于电力系统分析软件DIgSILENT-POWER FACTORY13.1进行了仿真验证,结果表明利用储能改善后的风电有功出力,能够追踪负荷曲线的变化规律,并网风储合成出力对电力系统可以起到"削峰填谷"作用,储能以较低的成本提高了风电对其并网系统的友好性。     

提高风能利用水平的风电场群储能系统控制策略

由于风电具有间歇性、波动性等特性,同时风电装机比重显著增长,电网接纳风电的能力受到各种因素制约.为了提高风能利用水平,从风电场群角度出发提出一种储能系统的充放电策略以消纳风电.首先,基于风速实时数据和4h风速预测曲线以及负荷预测曲线,采用超前控制确定储能系统在一天内各时刻的充放电状态;然后,考虑储能系统的实时荷电状态和风电上网分时电价,以储能系统效益最大为目标,基于模糊控制确定储能系统的充放电功率,避免储能系统过充过放;最后,综合考虑储能系统消纳风电产生的电量效益、环境效益、调峰效益以及储能系统自身的设备投资成本和维护成本,以储能系统年净收益率和弃风消纳率为指标对所提策略进行评估.以东北某省的风电场群实际数据为例进行仿真分析,验证了所提策略的有效性.     

基于DFIG机组转子动能的风电场有功功率优化分配方法

由于风速的波动性,风电场需要找出一种控制方法以稳定其有功功率输出。在分析了现行的控制策略对风电场有功波动的抑制能力的基础上,根据双馈风电机组的运行特性,提出主动控制风机转子转速和桨距角的方式进行有功功率分配,进而达到平稳风电场有功出力的目的。控制策略以优化整个风电场的转子中储存的总动能的方法提高风电场有功功率的输出稳定性,并利用粒子群算法求解该优化问题。通过仿真,验证了该有功功率分配策略可以平抑风电场有功功率波动,提高风电场的有功输出稳定性。     

大型风电场建模综述

风电场建模是研究风电场接入电网运行和控制的基础。随着我国千万千瓦级风电场陆续投入电网运行,建立描述大型风电场的稳态和动态行为的数学模型是一个关键课题。对现有风电场建模研究成果从风速—功率关系模型、稳态潮流计算模型、动态模型和暂态模型四方面进行分析和总结;并针对近期出现的大型风电场连锁切机事故,提出了风电场连锁动态过程建模的概念和必要性。通过对现有风电场建模方法的综述,旨在指出目前大规模风电场建模存在的问题和需要进一步研究的方向。     

基于RT-LAB的双馈风电场动态建模

风电场动态等值模型需要与风电场动态详细模型进行比较,以评估其等值效果。RT-LAB仿真平台具有强大的计算能力,能保证大规模风电场模型的仿真计算。在RT-LAB仿真平台上建立了包含48台2 MW双馈机组的风电场动态详细模型,研究了双馈机组空载并网前后控制策略、电机模型及其切换。对风电场按最大功率跟踪控制发电和按调度指令发电以及机组并网、解列的工况进行了仿真分析。结果表明该模型能较好地反映风电场动态特性,对风电场动态等值模型的评估以及风电场控制器的开发具有重要意义。     

基于实测数据的风电场风速-功率模型的研究

建立准确的风电场模型是风电接入系统相关研究的基础。首先通过对某双馈风电机组的标准功率特性曲线和实测风速-功率散点图进行对比,针对它们之间的差异问题,建立基于实测运行数据的风电机组风速-功率模型。其次,针对地形复杂、机组排列不规则的大型风电场风速差异性问题,利用K-means聚类算法对风电场内所有风电机组按实测风速数据进行聚类划分,建立了整个风电场的等效风速模型,进而给出了基于实测运行数据的风电场风速-功率模型。然后,以某实际风电场为例,对该风电场内的风电机组按风速进行K-means聚类划分,结果显示该划分结果与简单按地理位置的机群划分结果有明显差异。最后,对传统的风速-功率模型和所提出的风速-功率模型输出结果进行比较,结果证明所提出的模型相对于传统模型而言,准确性有了较大的提高。     

基于实测数据分析的大型风电场风电功率预测研究

针对风力发电具有波动性、间歇性的特点以及大容量风力发电接入电网对电力系统的安全、经济运行带来严重影响的问题,阐述了风电功率的预测方法,并在分析风电场实测数据基础上,应用混沌时间相空间理论建立了超短期风电功率预测一阶局域模型,对某风电场未来5 min、15 min、30 min内的风电功率进行预测.对预测结果进行了评价,...     

基于MMC-BESS的风电场功率及电压综合调节策略

风电并网存在功率及公共耦合点(Point of Common Coupling, PCC)电压波动问题,常规方法为采用储能装置与无功补偿装置分别进行调节,但会导致系统结构复杂。文中研究了一种基于模块化多电平变换器拓扑的电池储能系统(Modular Multilevel Converter Based Battery Energy Storage System, MMC-BESS),可对风电场功率及电压进行综合调节。由于风速的随机性导致风电场输出功率波动,提出将风电场有功功率输入到一阶低通滤波器中,滤波器输出与输入的差作为MMC-BESS有功参考信号,以平滑风电场并网功率。由于风电场负荷突变导致PCC电压波动,提出将PCC电压的d轴分量与额定值作差,通过PI调节生成无功参考电流,实现PCC电压调节,在模拟风电场场景下进行实验,实验结果验证了风电场中MMC-BESS四象限功率补偿能力。     

贵州首座风电场接入系统问题分析

风电场依赖于气象条件,并逐渐以大型风场的形式接入电网,这给电网带来了各种影响,它影响了电力系统有功／无功潮流、电压、系统稳定、电能质量、短路容量等方面,结合工程实践主要讨论了风电场接入系统带来的电压问题。