光伏电站无功补偿容量分析与计算

光伏电站逆变器可发出无功功率,但考虑电站能为系统提供一定的无功储备容量,需配置无功补偿装置。光伏电站无功补偿容量应结合实际接入电网情况确定,其配置的容性无功补偿容量应为光伏电站额定出力时升压变压器无功损耗、线路无功损耗及线路充电功率之和,其配置的感性无功补偿容量应能够补偿全部线路的充电功率。针对光伏电站无功补偿容量配置问题,以实际并网光伏电站工程为例,给出了无功补偿容量的计算过程,并用PSD-BPA潮流计算程序搭建模型,校验了计算的正确性。     

风电与火电“打捆”外送系统频率调控策略研究

风电与火电“打捆”外送是我国西部风电开发的一个重要特征。以具有典型意义的“风火打捆”仿真分析系统为例,研究了风电与火电之间的相互影响。围绕调差系数、前馈系数和伺服机构时间常数3个重要参数,分析了风功率波动条件下火电机组的一次调频特性。针对风机群体性脱网故障,提出了一种紧急提升火电机组功率的系统频率控制策略,通过监测风机脱网量和火电机组旋转备用量,计算火电机组的紧急提升功率量,将机组CCS由正常AGC控制切换为紧急提升功率的控制,实现减小系统频率波动幅度、提高频率稳定性的效果。针对电网侧不同的故障形式,比较了不同类型风机的响应特性。对固速风机在电网短路故障下发生转速失稳被过速保护切除的机理进行了较为深入的分析。     

Novel configuration for three-phase hybrid power filter

A novel configuration for the power converter of a three-phase hybrid power filter is proposed in this paper. This power converter uses only a two-arm bridge structure and a DC capacitor. The hybrid power filter is configured by the proposed power converter serially connected with a passive power filter set. The salient feature of this hybrid power filter is that it permits one of the power lines of the utility connected directly to the negative terminal of the DC capacitor located in the DC side of the power converter through the passive power filter set. Consequently, the power converter uses less number of power electronic switches to reduce the manufacturing cost. A three-phase prototype is developed and tested to verify the performance of the hybrid power filter using the proposed power converter. The experimental results show that the hybrid power filter using the proposed power converter can reach the expected performance.     

考虑系统调峰特性的风光消纳优化

由于风电和光伏发电受自然因素的影响较大,其出力具有随机性和波动性,将对系统的调峰能力造成严重影响.该文首先针对风电自身的出力特性,从系统调峰能力的角度对区域电网可以接纳的风电容量进行评估;然后根据风电和光伏发电在时间尺度上存在的互补性,建立以系统失负荷率最低和弃风、光率最小为目标的优化模型,利用改进惯性权重的粒子群算法...     

基于等微增率准则的风力水力双驱动系统最优运行方式研究

建立了风力、水力双驱动发电模型,分析了其最优运行方式,即在风能充足时主要依靠风力发电,还可以利用多余电能将低处的水抽到高处的蓄水池中储存起来,弥补枯水期的用水不足;当风能不足或进入无风期时,再释放高处水库中的水来推动水轮机,实现风力水力协调运行发电。最后通过算例分析揭示了在风电、水电之间分配负荷的内在规律,说明了通过水电配合可以减少风电的不平稳影响。     

节点风电全边际运行价值研究

风电价值量化对于风电发展至关重要.提出节点风电边际价值的概念;考虑风电对能耗、排放、备用、线路潮流及系统网损的影响,提出一种更为全面的风电边际价值评估方法,包括风电能耗价值、环境价值、备用价值、网络传输价值和网损价值5个部分;以系统运行成本最小为目标,建立改进的经济调度优化模型;对模型进行线性化处理,并利用拉格朗日函数计算得到风电全边际运行价值.算例分析并网位置、风电出力和负荷水平等因素对风电价值的影响,结果验证了所提方法的有效性.     

基于功率传输转移分布因子的简化电网潮流计算方法

为了减少大型电力系统的潮流计算时间,研究简化电网的潮流计算方法具有重要意义。现有方法将传统Ward等值技术用于电网简化后,简化电网却产生与原始电网不同的潮流结果。针对这种情况,提出了一种改进的简化电网的直流潮流计算方法。在已有研究的基础上,给出了基于功率转移分布因子的直流潮流算法以及使用Ward技术对电网的简化方法。结合上述两部分,给出了基于功率转移分布因子的简化电网潮流计算方法。通过仿真算例表明,所得的结果具有较高的精度,可用于简化大型电网的潮流计算、潮流预报等应用中。     

用户供电质量需求识别与优质供电增值服务策略

优质供电的增值服务是电力公司提高售电竞争力的一项重要途径。优质供电是一个定性概念,采用供电质量指标进行定量刻画时,不同用户对优质供电的需求差异很大,供电企业不可能对每个用户提供完全不同的供电,基于对优质供电的需求类别,提供增值服务是更可行的方式。首先,研究用户对优质供电的多样性需求和供电公司的服务愿望,提出电能质量分类指标体系,包括用户价值指标和电能质量效用指标,刻画用户的电能质量需求;其次,基于所提的指标体系和各指标重要程度,建立用户供电质量需求类别识别模型,采用定性与定量相结合的方式,对用户供电质量类别进行划分,并设计了优质供电差异化增值服务套餐;最后,提出增值服务套餐成本-收益模型,实现对单个用户的增值服务内容的确定和增值服务价格的计算。实例分析证明了所提方法的合理性和有效性,为售电企业吸引新用户、开展差异化增值服务提供了参考。     

考虑无功辅助服务分段报价的多目标无功优化方法

电力市场改革对电力系统无功辅助服务机制和无功优化提出了更高的要求。如何在确保电力系统电压质量和安全可靠运行的前提下,实现无功辅助服务市场化、优化无功资源调控是无功电压自动控制面临的重要课题。基于电力市场环境提出了一种无功辅助服务分段报价规则,构建机组进相、滞相时的购电成本模型。在此基础上,提出了一种考虑无功辅助服务规则的多目标无功优化控制方法。对某省级电网实际运行方式进行了仿真计算和分析、讨论。仿真结果验证了该算法无功调控效果的有效性、经济性与均衡性,满足电力市场环境下实际应用需求。     

新能源电站智能功率控制系统设计与应用

新能源电站自动化系统相互独立,数据结构和通信方式各异,制约了新能源电站电网适应性的提升。提出一种提升新能源电站电网适应性的功率协调控制思路:首先,建立统一的信息模型将新能源电站的相关信息进行有机融合,实现多源异构数据的友好交互;其次,将监控、功率预测、有功控制和无功控制的功能模块集成,实现不同功能模块的相互协调,提升电站控制的合理性和精细化水平。最后,研发了新能源电站智能功率控制系统,通过实际应用,验证了系统的可靠性。     

大规模风电并网系统控制问题综述

随着国家能源结构的调整,风电并网系统的规模迅速扩大,大规模风电并网对电网安全稳定运行会带来很大冲击。介绍了中国风电发展的整体概况,分析了风电并网对电力系统运行的影响因素,综述了风电并网系统控制技术的研究现状与发展方向。     

一种交流电场无线取能电源的优化设计

针对交流电场无线取能电源取能功率低,难以满足输电线路铁塔在线监测装置的用电需求,对交流电场无线取能电源进行了优化设计。首先,理论分析了取能电源的电路模型,给出了取能功率方程以及影响取能的关键因素;其次,通过有限元软件仿真计算确定了取能极板的形状和尺寸,并通过理论分析与仿真计算优化了放电电路的参数;最后,通过仿真优化计算得到了当耦合电容为15 pF,取能电容为0.1μF,充电电压为200 V时,500Ω的负载能获得25 mW的取能功率,相比于未进行优化的取能电源功率提升了2.5倍。仿真优化计算结果与理论分析相一致,验证了仿真计算对该电源优化设计的合理性和准确性。     

面向智能电网的新一代电能质量管理平台

总结了电能质量监测系统发展趋势,提出建立基于现有电能质量监测系统的电能质量管理平台。在电能质量评估功能基础上,加入了分级电能质量预警、谐波潮流计算、薄弱环节/扰动源识别、电能质量趋势预测、综合管理措施和动态仿真功能。采用异常数据挖掘技术,实现电能质量预警模块中超标和异常检测,并依据阈值设定的不同,提出了稳态和暂态电能质量指标的4级预警策略,并建立了相应预警特征事件库。平台引入电能质量水平趋势预测和动态仿真模块校核管理措施的策略。最后,提出将功能集成化的平台应用于优质供电园区电能质量管理和控制中的构想。该平台电能质量评估和预警模块已投入电网实际应用。     

能源资源格局与"一特三大"电力发展战略

就地平衡为主的电力发展方式与我国能源资源格局及未来能源和电力需求趋势已不相适应,需要研究新的电力发展方式。通过分析现状及其根源,兼顾电力与资源、环境、经济社会协调发展,论证了以发展特高压电网,建设大型煤电基地、大型水电基地和大型核电基地为主要内容的"一特三大"电力工业发展战略是合理和必要的,进而提出了"一特三大"电力发展战略的主要目标。分析表明,"一特三大"电力发展战略可以实现电力工业与能源资源、环境、运输、区域经济等的协调发展。     

基于功率给定的双馈风力发电最大风能捕获策略

在综合分析风力机运行特性和双馈发电机功率关系基础上,推导了风力机功率与定子端有功功率的数学关系,构建了转速-定子端功率曲线,系统以定子端有功功率为控制量,通过功率闭环控制,利用功率平衡关系自动捕获最大风能点。定子端参考功率以发电机角速度为输入信息,根据电机角速度变化实时计算最佳功率,是一种无需检测风速且算法较为简单可靠的最大风能捕获方法。为对定子端功率进行实时控制,将矢量控制技术用于发电机定子有功、无功解耦控制,并对转子电流进行基于前馈算法的线性化解耦控制,实现了电机的功率解耦。系统仿真与实验结果验证了该方案的可靠性与可行性。     

风电场采用健康系数与变下垂输出系统参与电网调频研究

针对风电场参与电网调频导致备用功率冗余的问题,建立了风电场基于健康系数的备用功率分配系统与变下垂系数的备用功率输出的系统。为了分配风机备用功率与控制风机备用功率输出,采用了ARMA风功率预测法对风电场5台风机的历史功率数据进行处理,得到风机的能量密度和功率预测准度,再通过模糊逻辑系统求得风机健康系数,并按照健康系数进行备用功率分配。当频率响应系统检测到频率误差后,控制风机变下垂功率输出系统进行功率补偿,稳定电网频率。仿真结果表明,基于健康系数的功率分配系统与变下垂功率输出系统增加了风电参与电网调频的能力,减少了系统备用功率的冗余。     

风光储支撑黑启动的可行性评估方法

随着风电和光伏装机容量的快速增长,配置储能系统的风电场和光伏电站具备了作为黑启动电源的条件,将风光储发电系统作为黑启动电源,可以提高区域电网的黑启动能力。文章设计了适用于风光储发电系统作为黑启动电源的可行性评估方法。首先,从黑启动负荷需求的角度对风光储发电系统的输出功率进行了分析,得出了风光储发电系统作为黑启动电源的支持概率及存在问题;然后,基于功率预测方法和功率评价指标,设计了风光储发电系统作为黑启动电源的可行性评估方法,通过功率预测得出风光储发电系统的输出功率参考值,通过功率评价指标对风光储发电系统输出功率进行评估;最后,基于MATLAB仿真软件,分别设计了不同场景,验证了所提可行性评估方法的有效性,结果显示,当执行倾度大于等于1时风光储发电系统输出功率满足黑启动负荷的功率要求。     

变电站谐波抑制与无功补偿的大功率混合型电力滤波器

阐述了一种用于高电压变电站谐波抑制与无功补偿的大功率混合型电力滤波器。该系统包括无源滤波器和有源滤波器两部分，其中有源电力滤波器能同时补偿大容量变电站的功率因素和电流谐波。文章提出了大功率混合型电力滤波器的一种配置，讨论了其工作原理，给出了无源滤波器的设计和有源滤波器的谐波电流注入分析。阐述了有源滤波器中基于DSP的数字控制器。最后，仿真结果和实际工程应用都证明这个系统有着良好的无功补偿和谐波滤波性能。     

大规模风电并网对送端系统功角稳定的影响研究

随着我国风电能源的不断发展,大规模风电集中接入电网对送端系统暂态功角稳定的影响问题仍然不容忽视。以双馈型风电集中接入受端大系统为分析对象建立等效模型,并基于双馈风机的功角特性和暂态特性展开分析。首先,采用单端送电系统同步机的电磁功率解析表达式,通过分析风电等出力置换火电出力接入系统对电磁功率方程的影响推断出风电接入对同步机初始功角的影响。其次,通过负负荷接入与风电接入两种接入方式的对比分析了双馈风机在故障发生后有功功率和无功功率特性对同步机电磁功率方程的影响,并基于等面积定则(EAC)分析了双馈风机接入对系统暂态功角稳定性的影响。研究结果表明,风电等出力置换火电出力时同步机初始功角减小,暂态稳定性升高;双馈风机的有功功率和无功功率特性对系统暂态功角稳定性具有正向作用。最后,通过仿真验证了理论的正确性,并在实际电网中得到了验证。     

风电对电力系统运行的价值分析

从电力系统运行的角度，提出了基于随机模拟技术的定量分析计算风力发电对电力系统运行的价值的方法。定性地描述了风电并网引起的电力系统运行方式的变化和由此带来的发电变动情况。根据常规火电机组的边际发电成本曲线，分析了风电价值的构成。指出了风电价值与风电场所在地风资源特性、风电机组技术参数、风电负荷在电力系统负荷中所占比例以及配合风电运行的火电机组的耗量特性有关，给出院计算风电价值和灵敏度分析的数值实例。文中的概念性分析方法也适用于复杂电力系统。