规模化储能系统参与电网调频的控制策略研究

传统的火电与水电调频机组因其固有特性难以满足电力系统快速发展、新能源发电集中并网等引起的频率稳定控制需求,储能以其灵敏精准的出力特性逐步在电力系统调频领域中实现了规模化应用。针对规模化储能资源响应速度快、跟踪精度高、调节方向易改变及有限的容量等特点展开了其参与电网调频的控制策略研究:首先,建立了区域电网自动发电控制(AGC)系统及包含储能荷电状态(SOC)的储能系统仿真模型;然后,综合考虑储能资源与常规电源的发电特性,提出了计及储能SOC的快慢速调频资源协调控制策略;最后,搭建了4种不同的仿真场景,通过仿真试验对提出的控制策略的有效性进行了验证。     

改善电厂调频性能的储能策略研究和容量配置

具有快速充放电特性的储能技术,作为一种新的调频方式已逐步进入多国的辅助服务市场,参与到传统机组的自动发电控制(AGC)中。基于华北地区的辅助服务补偿政策,提出了改善电厂调频性能的储能充放电策略和容量配置方法。首先,根据政策中AGC考核指标Kp值的定义,提出调节速率、调节精度、响应时间3项指标的计算方法,并制定出提升调节性能、降低响应时间的储能充放电策略。同时,为了延长储能的使用寿命,制定了电池荷电状态的越限回归策略。在分析储能各项成本和收益的基础上,建立了以净收益最大为目标函数的储能经济性模型。最后,通过具体算例,对使用该策略前后机组的AGC性能进行对比分析并采用差分进化算法计算出了机组配置储能的最优容量。结果表明,使用储能策略可以显著提升机组的Kp值,带来明显的调频收益。     

多点电池储能系统参与电网二次调频的控制策略

“双碳”能源革命背景下，大规模可再生能源的加速并网加剧了电力系统对于快速调频资源需求的迫切性，以电池储能系统（BESS）为代表的新型快速资源为电网自动发电控制(AGC)提供了有效手段。首先，为满足电网各类型调频资源在AGC系统中的接入监视与分类决策需求，提出 “域-群-机”三级控制模型架构；然后，从BESS的SOC主动管理出发分别提出了基于改进的动态调频容量(DAA)的多元集群协同控制策略，及引入SOC影响因子的多点BESS功率分配策略；最后,结合实际电网的持续扰动工况及模拟跳机扰动工况进行仿真分析，表明本文所提控制策略不仅能够提升电网调频品质，而且可以显著改善各单点BESS的SOC一致性。     

基于权重因子和荷电状态恢复的储能系统参与一次调频策略

电池储能可快速吞吐功率,被视为优质调频资源,但过度充放电会导致其调频能力不足。文中提出一种改善的储能系统参与一次调频效果的控制策略。首先,将储能调频死区设置在机组死区范围内,并结合电网频率特性分析储能调频死区变化对频率的影响。在此基础上,基于权重因子和荷电状态(SOC)恢复提出储能参与的一次调频策略：在频率波动超过储能调频死区时,为避免电池过度充放电提出储能调频系数计算方法,同时引入控制虚拟惯性和虚拟下垂出力比重随频率变化而调节的权重因子,进而设计了调频控制方法;在频率不超过储能调频死区时,兼顾储能恢复需求和电网承受能力,提出储能SOC恢复方法。仿真结果表明：所提策略能有效改善电网频率波动和储能SOC。     

基于Fréchet算法的电化学储能AGC控制性能评价指标

电化学储能快速精准的调节特性非常适用于电网调频。为准确评价储能调节资源参与自动发电控制（AGC）的控制性能,基于Fréchet距离算法,通过计算时间周期内储能实际出力与理想出力曲线的相似度,提出了表征储能调节性能的相似度、延迟度、偏差度和贡献度指标。新型指标不仅能够准确表征储能的调节性能以及调节效果,同时也能适应常规机组的考核评价。基于储能和常规机组实际运行数据进行了算例计算,对比分析结果验证了提出指标的有效性。     

降低火电调频损耗的混合储能系统容量优化配置双层模型

针对如何在降低火电机组调频损耗,提高系统调频性能的同时减小储能全寿命周期成本,提出了一种混合储能辅助火电机组参与自动发电控制(automatic generation control, AGC)的双层优化配置模型。上层模型由基于经验模态分解(empirical mode decomposition, EMD)的火电–混合储能间AGC指令分配策略和计及全寿命周期内成本收益之差、AGC综合评判指标Kp的多目标优化配置模型组成,为底层模型提供AGC初步分解指令和功率、容量约束;底层模型由计及储能荷电状态(state of charge, SOC)恢复的混合储能控制策略和火电–混合储能调频响应模型组成,将经过EMD初步分解的AGC指令再次分配给各调频资源,并向上层模型提供各调频资源出力响应曲线和SOC变化曲线;采用基于优劣解距离法(technique for order preference by similarity to an ideal solution, TOPSIS)的多目标粒子群算法求解该双层模型,避免了传统多目标粒子群算法在Pareto解集中确定全局最优解的偶然性。基于华北某电厂...     

考虑功率变化速率的储能辅助单机调频控制策略

风电具有显著的波动性和不确定性,大规模风电并网给电力系统的频率调节带来了严峻的挑战。储能具有灵活爬坡特性和双向调节能力,可有效辅助常规机组参与频率调节,提高参与自动发电控制(AGC)的机组响应能力,从而提高高风电功率波动系统的频率稳定性。以机组功率调节速率能否弥补系统功率波动为判断依据,以储能的有功功率变化速率和有功功率基点作为控制变量,提出一种考虑功率变化速率的储能辅助单台火电AGC机组参与电力系统频率调节的协调控制策略,自适应决策储能的动作时机和动作速率。基于PSCAD/ETMDC平台的仿真结果表明,所提策略以储能更少的动作频度和动作深度,达到了更优的调频效果,可有效减少储能功率/能量容量配置,具有良好的经济性,为储能的多场景应用奠定了基础。     

辅助火电机组AGC调频的混合储能容量配置优化

面对大规模能源转型带来的电力系统频率安全挑战，火电机组独自承担二次调频能力不足，储能技术的发展为解决频率安全问题提供了解决方案。提出由飞轮储能阵列和锂离子电池组成的混合储能系统来辅助火电机组的二次调频，以火电机组负荷和AGC指令偏差作为混合储能系统的充放电功率指令，基于改进完全集合经验模态分解方法(ICEEMDAN)将功率偏差分解后得到高低频分量，建立混合储能辅助火电机组AGC调频的经济性评估模型，以年均收益最大为目标进行求解，得到混合储能系统的最佳容量配置，验证了所提混合储能系统容量配置优化方法的有效性。     

含先进绝热压缩空气储能电站的电力系统实时调度模型

先进绝热压缩空气储能(AA-CAES)具有规模大、成本低、无需燃料、效率高等优点,是压缩空气储能(CAES)技术领域的主流发展趋势之一。本文将AA-CAES电站作为重要的调度资源,与常规机组、风电共同参与电力系统实时调度。首先,基于AA-CAES电站的热力学特性,建立能够反映AA-CAES电站变工况条件下运行特性的储能电站运行约束模型。然后,考虑AACAES电站在自动发电控制(AGC)阶段的功率调节不确定性,建立AA-CAES电站AGC约束模型。在此基础上,提出含AA-CAES电站的电力系统实时调度模型,该模型考虑了系统AGC容量需求约束、AGC调节速率需求约束和AGC调节任务量需求约束。最后,基于修改版IEEE30节点系统进行算例仿真,仿真结果证明了调度模型的有效性。     

基于马尔科夫链的电动汽车聚合建模及多模式调频控制策略

具有移动储能特性的电动汽车是一类灵活优质的需求侧资源,精确的聚合模型和合理的调控策略是其参与电网调频的基础。首先,该文构建了一种基于马尔科夫链考虑电池容量差异的电动汽车充放电负荷聚合模型,设计了拓展可调功率范围的多状态切换模式,实现了聚合模型向线性可控模型的转化;然后,结合此线性可控模型,在改进实时可调负荷功率分段方法的基础上,提出基于模型预测控制的集群电动汽车参与调频的多模式控制策略;最后,通过仿真算例对聚合模型及控制策略的有效性进行了验证,结果表明,提出的控制策略可以实时调节集群电动汽车充放电功率,避免充放电功率的相互抵消,实现了对于自动发电控制(automatic generation control,AGC)指令的准确快速跟踪。     

模糊变结构控制理论在发电机综合控制中的应用

以变结构控制理论为基础,利用模糊控制理论设计了带自调整因子的控制规律,用于设计汽轮发电机组的综合控制器,这种综合控制器能很好地把汽门控制和励磁控制结合起来,解决了常规变结构控制的抖动问题,改善了系统的暂态稳定性。     

运动控制中先进控制策略的研究综述

动态响应的快速性,稳态跟踪的高精度以及行为的鲁棒性是运动控制应用中的主要性能要求。它们的获得,不仅意味着有执行机构和仪器方面的先进技术,而且重要的是新的控制策略的应用。本文介绍了针对电机速度和位置控制系统中非线性摩擦力进行补偿的几种先进控制策略：基于指数型非线性函数的在线补偿法;基于神经网络的倒控制器补偿法;鲁棒型的重复控制和变结构控制在运动控制中应用。最后,简述了运用其他先进控制策略的可能性。     

PID,Predictive and fuzzy temperature control for nuclear magnetic resonance spectroscopy experiments

Temperature control inside the probe of an NMR spectrometer is dealt with. First a simple model of the system is derived by means of step response experiments. Then four control algorithms are implemented and compared. Specifically, a PID regulator is first synthesized and applied to the real plant. Then, in order to cope with the non-linearity of the plant, two adaptive predictive control algorithms are implemented, namely the generalized predictive control and the constrained receding horizon predictive control algorithms. They both show superior performance with respect to PID for control of a simulated plant model and of the real plant. Finally a feasibility study is carried out for a fuzzy controller; its unsatisfactory behaviour in simulation prevents one from applying it to the plant.     

遵循安全稳定导则的电网运行安全风险在线控制决策探讨

基于风险进行电网运行控制决策,可以实现电网运行的安全稳定性和经济性的有效协调,而通常的电网运行控制规范都是基于确定性原则,为此,提出了遵循安全稳定导则进行运行安全风险控制决策的基本原则。结合在线安全稳定分析与控制决策技术工程应用的现状,分析了目前可实现的电网运行安全风险在线控制决策范畴。提出了基于风险的预防控制在线决策和紧急控制在线决策的技术路线和实现方法,计及了预防控制对紧急控制与校正控制的影响,以及紧急控制对校正控制的影响。以期促进电网运行风险控制技术的工程应用。     

钢丝连续拉丝机张力自适应解耦控制

以钢丝连续拉丝机为研究对象,通过对拉丝机张力模型的研究,将PID控制器和自适应拉丝模尺寸变化的自适应律以及前馈解耦方案相结合,提出了一种新的应用于拉丝机张力的自适应解耦控制方案.给出了系统张力模型和用于参数调整的自适应解耦算法.通过仿真与实验研究,表明该控制器可以解决拉丝机张力耦合控制问题,实际应用效果良好.     

具有PI结构的自校正动态矩阵加权控制算法

提出了一种改进自校正动态矩阵控制算法。算法中控制器具有比例积分（ＰＩ）结构，即时控制由各时刻预测控制的加权平均产生，加权系数基于预测输出误差的大小及时调整。仿真结果表明，本文算法比一般的自校正动态矩阵控制对于时变对象具有更强的鲁棒性。     

微电网控制策略综述

微电网灵活运行方式使其与传统控制有显著不同.详细介绍了微电网构成元件分布式电源和负荷的控制策略;在此基础上对现有微电网控制策略进行分类,并阐述了集中控制、分散控制和混合控制各种方法的特点;最后对微电网各控制策略优缺点进行总结.     

基于智能控制理论的汽轮发电机组的协调控制

以模糊变结构理论为基础,把汽门控制,制动电阻控制及附加励磁控制很好地协调起来。在发生短路故障后的第一摇摆过程中,加入制动电阻控制来辅助模糊变结构汽门控制及励磁控制,可以有效地抑制第一摇摆的幅值,在以后的振荡过程中,只依靠模糊汽门控制及模糊附加励磁控制来控制系统;     

微网运行控制策略的研究

主要研究了微网运行的3种控制方法。根据功率型电源发电功率受环境影响的特点,在并网时对其采用P-Q控制;对主控型电源,在孤岛运行时对其采用V-f控制;同时对同种多个并联电源采用Droop下垂控制。综合3种方法建立一个比较理想的控制策略来实现最终的控制效果,并建立简单微网模型,在Matlab/Simulink环境下进行微网并网、孤岛状态转换、负荷切投等不同工况的仿真,验证控制策略的有效性。     

多变量智能协调控制系统设计应用

针对火电机组被控对象非线性、迟滞、燃料大惯性并存的特性,建立了330 MW单元机组协调控制系统非线性模型,并对此模型在额定工况点下进行线性化,以此线性化模型为基础,在机组原有的协调控制系统中增加多变量解耦控制器,进而设计出与之对应的多变量协调控制系统,并通过工程试验与机组原有的协调控制效果相比较,实际结果证明了多变量智...