新能源场站功率控制能力的影响因素分析及提升方法

根据新能源场站有功功率、无功功率控制要求,从新能源场站功率控制系统参数设置、关键设备控制性能及策略方面,分析了功率控制能力的影响因素.对新能源场站接入电网后功率控制能力不满足要求的案例进行了分析,提出了功率变化率、有功功率、无功功率控制能力的提升措施,以保障新能源场站功率控制性能满足电力系统调节需求,提高新能源消纳能力...     

一种新能源电站有功功率柔性控制方法及应用

当前新能源电站有功功率控制主要采用通信指令调节大量逆变器和风机等设备的方式,其有功功率控制速度慢,无法满足系统级有功功率紧急控制对新能源场站级有功功率控制提出的要求。为此,结合当前新能源电站有功功率控制模式,利用保护装置毫秒级开断速度的优势,提出一种有功功率柔性控制方法,并设计该控制方法的系统架构及有功功率控制流程,以满足正常运行时自动发电控制和紧急情况时快速控制的双重需求。提出多目标约束有功功率优化控制的数学模型,并阐述通过改进的优先顺序法求解该数学模型的具体步骤。通过现场实际应用的案例分析,验证了所提方法的可行性和有效性。     

基于瞬时功率均分的中频逆变器主从并联控制系统研究

为了满足中频交流供电电源大容量、高可靠性的需求,本文提出一种基于瞬时功率均分的逆变器并联主从控制方案。首先,基于三相T型三电平中频并联拓扑搭建单机大容量中频逆变器,采用改进型LCL拓扑抑制系统高频环流、共模电压,并提出瞬时功率均分主从控制策略实时均分主/从机有功、无功功率减小系统环流;其次,分析并建立了一套完整、可靠的通信系统,以实现功率信息和载波同步信号的稳定、快速传输从而实现主从并联控制;最后,通过Matlab/Simulink对所提方案进行了仿真分析,并搭建125kW双机并联实验平台验证该控制系统的可行性。     

提升弱电网新能源集群送出能力的调相机优化配置方法

针对提升送端弱电网系统强度及新能源消纳能力的技术需求,分析了短路比指标与新能源集群送出能力之间的关联;分析了调相机接入对短路比指标的影响;建立了兼顾弱电网系统强度和集群新能源消纳的调相机配置双层优化模型,内层模型以各新能源场站出力最大为目标,确定短路比约束下各新能源场站最大出力限值,外层模型以调相机配置容量最小为目标,计算各新能源场站实际出力与该场站最大出力限值的差值,对调相机配置容量进行校核。通过实际典型电网仿真分析表明,调相机优化配置后系统强度大幅提升,同时,98 % 的新能源场站最大可消纳空间达到各新能源场站理论最大可消纳空间的95 %。     

面向耦合系统的交替方向滚动时域电压分层协同优化控制

我国北方地区普遍存在由风、光等新能源场站与传统同步机组构成并经外送通道功率送出的耦合系统，其新能源单元并网点、场站并网点及耦合系统功率外送并网点均需满足各自的电压安全标准，给电压安全控制带来了严峻挑战。面向耦合系统电压调控问题，该文结合耦合系统单元-场站-系统的物理层级特征，确定了系统层-场站层的电压分层协同控制结构，在各层级内兼顾运行网损优化和电压控制要求，协调各类无功控制资源，建立综合模型预测控制（MPC）和交替方向乘子法（ADMM）的网损优化与电压校正双模式自适应切换的滚动时域控制策略，实现耦合系统的分布式协同电压控制。在修改后的IEEE-14节点耦合系统和大连某区域耦合系统进行仿真，结果表明了该控制策略的有效性和适用性。     

能变电站三层一网网络架构可行性研究

为研究智能变电站网络采用三层一网架构的可行性,分析了影响网络性能的几大因素,并且在对智能变电站实际运行模式和网络数据流缜密分析的基础上,搭建采用三层一网架构的110kV智能变电站仿真测试系统.此系统不仅包含变电站所有的运行工况,并可使用网络测试设备进行网络风暴试验和雪崩试验,在数据最大配置的情况下对网络中运行的网络交换机、保护测控装置、监控主机等设备的运行性能和功能进行测试.通过分析试验数据,验证采用三层一网架构时,系统各项指标均满足智能变电站运行要求,为智能变电站的网络架构选取提供了参考依据.     

新能源汽车驱动电机测试系统的研究

通过比较共交流母线型和共直流母线型测试系统,详细介绍了该新能源汽车驱动电机测试系统架构组成;结合目前整车厂的需求,完成测试系统关键部件的选型;LabVIEW上位机完成系统的控制、数据采集、曲线绘制以及报告生成.测试结果表明,该系统功能全面、实用性强、可靠性高,可实现精准控制与测量,满足有关功率等级的交流异步电机或永磁同步电机的性能及耐久性测试.     

基于Modbus协议的变桨系统通信方法的设计及实现

针对大型风电机组电动变桨系统与主控制器的实时通信问题,利用Modbus协议设计了基于RS-485通信系统.重点分析了通信数据与Modbus协议标准功能码的映射,给出了主机通信程序和从机通信程序.实验结果表明,基于Modbus协议的通信网络可靠地实现了主控制器(主机)和三个桨叶伺服控制系统(从机)间的相互通信,可满足风机...     

西北电网风电与光伏紧急功率控制系统设计

我国已形成新能源基地集群通过特高压直流群外送格局,新能源消纳受直流送电能力和新能源并网功率约束。为提高新能源消纳能力,区别于传统的馈线刚性切除控制,首先分析了利用新能源(风电、光伏)逆变器的快速控制特性,将新能源功率控制纳入电网紧急控制的必要性。新能源功率控制可有效降低冲击,提高控制精细水平,实现有功和无功解耦控制能力。其次针对新能源设备控制、通信现状和有功、无功控制能力,研究将新能源纳入紧急控制的通信时延和可控功率实时感知的技术需求,设计了系统架构,研究了适用场景,并提出了具体的实现方法及相应的控制策略。最后基于实际电网,仿真验证了所提控制架构和控制方法的有效性,其能够有效提高直流送电能力和新能源并网功率。     

多层次的广域保护控制体系架构研究与实践

从功能配置、系统结构、内部数据的交互方式、与外部系统的协同模式、通信组网方案等多个角度进行研究,提出了包含站域层、区域电网层、广域电网层的多层次广域保护控制体系架构。针对不同层级电网关注的问题,提出了不同层级电网的保护控制功能配置方案。按照数据分类、分层处理的原则,给出了广域保护控制系统内各设备之间的数据交互方式,提出了广域保护控制系统与调度监控系统之间的交互模式。结合广域保护控制系统结构,给出了包括区域保护控制通信网络、广域保护控制通信网络的两层组网方案。所述广域保护控制体系架构中的区域保护控制系统已经在实际电网中实现了工程应用,相关技术的可行性与合理性得到了实践验证,为后续的广域保护控制技术研究与应用提供借鉴。     

适用于新能源并网的VSC-MTDC系统协调控制策略

针对新能源并网的多端柔性直流（voltage source converter multi-terminal direct current,VSC-MTDC）输电系统中各换流站之间功率协调控制的问题,提出一种适用于新能源并网的VSC-MTDC系统协调控制策略。该策略将主从控制与下垂控制相结合,通过多个换流站分担采用定直流电压控制的主换流站有功功率的方式,使主换流站不易达到满载,协调了多个换流站的有功功率容量,尤其适用于新能源并网时出力的频繁性与间歇性变化;当主换流站满载或退出运行时,其余不平衡功率由采用自适应下垂控制的换流站承担,自适应下垂控制根据换流站的功率裕度将系统中的不平衡功率进行合理分配。考虑多个换流站间直流电压存在误差,通过对直流电压极限值进行调节,可以最大限度地利用换流站的有功功率容量,维持直流电压稳定。仿真结果验证了所提控制策略的可行性和有效性。     

光伏电站快速频率响应技术研究及应用

随着大容量高比例的新能源集中接入电网,电源结构发生较大变化,电网可用的快速频率响应资源逐步减少,同时大规模新能源基地通过特高压直流外送规模不断扩大,若出现大功率直流闭锁将对电网频率安全造成严重威胁,电网的调频压力及安全运行风险不断增大,亟需新能源参与电网快速频率响应,提升大电网频率风险防控水平。介绍了新能源电站快速频率响应性能要求,面向已有或新建的光伏电站,提出了快速频率响应典型方案,开发了新能源电站一体化控制系统,并在光伏电站开展了示范应用,实现了电站AGC/AVC和快速频率响应功能的集成,达到了光伏电站对电网频率和电压主动支撑的目的。     

基于光伏逆变器的快速功率控制系统研究及应用

为使新能源功率输出能快速响应系统有功功率和无功功率平衡需求,文中提出光伏电站毫秒级功率控制的系统性方案。首先,基于光伏逆变器的功率快速交换能力,在光伏电站并网点直采电压、电流,实时监测并网点频率和电压变化,根据一次调频参数计算光伏电站有功出力。在此基础上,通过高速环网通信链路群控光伏逆变器进行有功出力,使得光伏电站具备一次调频能力。在无功功率控制方面,文中通过智能多状态序列判别算法实时计算光伏电站并网点对电力系统的阻抗,根据并网点电压波动实时群控光伏逆变器进行无功出力,使得光伏电站具备动态无功响应能力,从而完成光伏电站功率的快速控制。目前该系统已经在淮安金湖光伏电站中试点运行,现场试验数据说明应用文中提出的控制系统可实现一次调频响应时间小于0.15 s,动态无功响应时间小于30 ms的指标,验证了控制系统的有效性和可行性。     

多站融合场景下的系统配置及协调运行策略

为解决在场地条件、功能融合、业务需求等约束条件下多站(电动汽车充电站、5G通信基站、数据中心、分布式光伏、储能站)的规模优化设计和协调运行问题,提出多站融合场景下各站的配置方法和协调运行策略.首先,深入分析目前各站发展资源需求和站间功能融合可能性.以提升现有变电站闲余场地利用率为目标,以各站为配置对象,明确了各站的配置...     

基于智能多代理系统的VSC-MTDC系统分布式控制策略

应用智能多代理系统(MAS),提出一种基于电压源型换流器的多端柔性直流输电(VSC-MTDC)系统的控制策略。首先,基于网络图论的概念,提出了MAS最优通信拓扑设计方法。然后,基于VSC-MTDC系统传统下垂控制给出了完整的MAS控制策略,设计了以换流站交流母线电压、频率为输入信号的频率支撑Agent(FSA)模块和以换流站负载率为输入信号的功率分配Agent(PAA)模块,并深入讨论了FSA和PAA的配合控制问题。其中,FSA通过控制换流站的功率输出对交流电网提供快速频率支撑,PAA通过换流站之间的输出功率再分配保证VSC-MTDC系统中各换流站负载率的均衡分配。最后,基于DIgSILENT/PowerFactory电力系统仿真软件搭建了六端VSC-MTDC系统,通过非线性仿真证明了所提通信网络拓扑优化方法的有效性,并且验证了所提控制策略能迅速实现系统频率的稳定、有效防止换流站功率的过载。     

大型光伏电站无功电压控制研究

为了满足光伏电站并网对公共连接点(Point of common coupling,PCC)无功电压控制要求,基于九区图原理,以PCC电压和功率因数均合格为最优控制目标,针对PQ电源型和PV电源型的大型光伏电站提出了的无功电压控制策略。搭建了PQ电源型和PV电源型大型光伏电站的等效模型,给出光伏电站无功电压控制策略实施流程图。以典型光伏电站出力和负荷动态变化为基础,通过搭建一个含大型并网光伏电站的110 kV系统,对光伏电站的无功电压控制进行仿真。仿真结果验证了所提策略的有效性和实用性。     

面向对象互操作数据交换协议的应用研究

面向对象具有互操作性的数据传输协议规定了电能信息采集与管理系统主站、采集终端或电能表之间的通信协议,包括通信架构、数据链路层、应用层、以及接口类及其对象和对象标识。针对电能采集多样化的采集任务需求及采集系统通信协议的统一性、规范性、耦合性、可靠性和灵活性等要求,通过研究国内外现用于智能电网建设用电信息采集系统通信协议,结合国内智能电能表的功能特点,研究面向对象互操作数据交换通信协议在电能表上的应用,依照协议规则进行扩展和定制的数据项,实现了适用于用户自定义灵活配置的功能,准确高效采集现场用户需要信息,适应下一代智能电能表发展需要。对评价电能表通信协议的互操作性及扩展性等方面,具有一定的参考价值。     

适合风电接入的VSC-MTDC系统协调控制策略

对于具有小集中、大分散特点的内陆风电,交流并网存在电能质量下降、经济性差等诸多问题,两端柔直并网也无法满足要求。使用多端柔直是未来风电并网的发展方向,文中提出一种适合风电接入的多端柔直系统协调控制策略。该策略综合考虑直流电压改变的方向、电压改变的大小以及换流站功率裕度等因素,自适应实时调节下垂系数,优化换流站之间功率分配,避免不当下垂系数造成的系统损耗增加、部分换流站功率过载。引入附加频率控制与自适应下垂控制协调,可充分利用系统调频容量,改善系统频率稳定性。控制器参数易于整定,结构简单。在PSCAD/EMTDC电磁暂态仿真软件中搭建了嵌入多端柔直系统的四机两区域模型,验证了所提策略的有效性和可行性。     

光储联合发电系统站级功率控制器及其仿真研究

随着光伏发电技术的快速发展,光伏电站逐渐向百兆瓦级大型化发展.光储联合电站是一种大型并网光伏电站设计方案,可以实现自身有功无功灵活控制,参与电网频率电压调节,提升自身故障穿越能力.本文首先介绍大型光储联合发电系统的典型结构,其次,研究适用于光储联合发电系统的站级功率控制器(power plant controller,...