抽水蓄能机组功率调节评价方法综述

抽水蓄能电站是世界公认的运行灵活且安全可靠的调峰电源,并逐步成为电网调峰调频及平抑可再生能源负荷波动的重要组成部分.但由于抽蓄机组的多源异质特性以及其评价指标和方法各异,给综合评价抽蓄机组功率调节性能带来巨大挑战.充分调研国内外相关研究成果,对抽蓄机组功率调节性能进行分析,介绍了综合评价的评价指标、指标体系以及评价方法...     

抽水蓄能电站对山东电网风电接纳能力的影响

将抽水蓄能机组纳入机组组合问题当中,据此建立了含风电与抽水蓄能电站的系统优化运行模型。以山东电网实际系统为例,根据机组组合的结果分析了不同季节典型日下抽水蓄能电站对于风电接入电网各项指标的影响。结果表明,当风电容量较小时,抽水蓄能电站的作用不明显;只有当风电容量超出系统的接纳能力出现弃风以后,抽水蓄能电站的作用才得以体现出来,风电并网的各项指标随抽水蓄能电站容量的增加有明显的改善。     

变速变桨距风电机组减载调频综合控制策略研究

为了适应高风电渗透电力系统调频需求,各国风电并网导则均要求风电场具有参与系统调频的能力.由于双馈感应风电机组调频能力与其运行工况相关,不计工况统一减载调度必然存在不合理性.围绕DFIG调频控制策略,提出一种变速与变桨协调控制减载运行控制策略,整定具备功率向上调节能力的减载运行曲线,基于仿真计算得到各风速下风电机组最大可下调功率范围,并通过下垂频率调整控制,检验减载运行方式下风电机组对系统频率的支持作用.仿真研究表明:考虑各风电机组调频能力差异来优化配置各风电机组的调频容量,可以提高调频调度的合理性.     

一种用于微网调频的风电与抽水蓄能综合控制方法

多源分布式能源的使用增加了微网负荷频率控制的不确定性,影响其安全运行,为此,提出一种用于微网调频的风电和抽水蓄能综合控制方法。首先,为了在微网发生负荷扰动时提供足额的功率支撑,设计风机限转矩控制,以快速提取转子动能响应一次调频;然后,针对限转矩控制导致的频率二次跌落问题,抽水蓄能提供辅助支撑以减少该问题对频率稳定的不利影响;最后,考虑风机输出和负荷扰动的非相关性,以及风电输出调整范围过窄的约束,设计抽水蓄能二次调频控制方法,利用其抽水工况和发电工况的实时切换消除风速和负荷不匹配时的稳态频率偏差。在MATLAB/Simulink上对所提方法进行仿真验证,结果表明,在不同风速和负荷扰动情况下,风电与抽水蓄能综合控制方法能够实现调频的完备性,并降低弃风率。     

基于双馈风机变桨与变速协调的频率控制

为了改善大规模风电并网给电网频率带来的不利影响,基于双馈风电机组的控制特性,结合转子动能与备用功率控制的特点,提出一种频率分段控制的备用功率与转子动能相协调的多层次、多周期、多环节的联合调频控制方法.电网频率发生偏移时,风机既能快速释放或吸收转子动能,又能调节桨距角,实现风电机组的频率控制.在电力系统仿真软件中搭建供电网络模型,并结合实际电网运行情况进行仿真,仿真结果表明,该方法使得风电机组对频率变化具有快速响应能力,可有效改善电网的频率特性,为双馈风电机组安全稳定并网提供了可借鉴的依据.     

考虑稳态频率约束的含大规模风电电力系统机组组合研究

风电的大规模接入给电力系统运行带来了新的挑战。随着风功率的渗透率逐渐增加,由风功率预测误差带来的不平衡功率将导致频率波动量的增加。含风电电力系统的机组组合问题往往没有考虑系统的安全约束,尤其是频率安全约束,而频率安全约束将直接影响发电计划的可行性。搭建考虑稳态频率约束的含大规模风电机组组合优化模型,并采用CPLEX优化软件来进行求解,从而得到系统常规机组发电成本最小。最后,以小规模电网算例对所提方法进行测试,将测试结果与传统的考虑频率约束的机组组合方案进行比较,验证了该方法的有效性与优越性。     

抽水蓄能在风力发电中的应用研究

抽水蓄能电站具有优良的调峰填谷能力,能够有效解决电力系统接入风电容量超过一定比例后引起的调峰及弃风问题.详细介绍了应用在风力发电中的抽水蓄能电站的系统构成及其基本原理,综合考虑发电效率问题,推导出抽水蓄能机组容量规划的计算方法,并针对某一抽水蓄能电站的容量进行设计.     

抽水蓄能电站无级调速机组控制策略

抽水蓄能电站具有调峰、填谷、事故备用等功能,具有启动灵活、反应快速等特点,是电力系统中的重要组成部分.相比传统抽水蓄能机组,无级调速机组可提高机组各工况下的运行效率,实现自启动和电制动,参与电网自动频率调节等在国外大量被采用,而国内的抽水蓄能电站目前尚没有无级调速机组.针对这一现状,根据抽水蓄能电站和无级调速机组的特点研究其数学模型和各种工况的控制策略,并依照国外某项目的参数进行仿真,通过仿真验证了所提出控制策略的正确性,为进一步的工程应用提供了理论依据.     

电力市场环境下抽水蓄能机组自适应控制策略的探讨

随着电网容量的逐步扩大及电力市场化,电力系统负荷峰谷变换频繁且差距加大,系统的调峰填谷成为电力生产的重要问题.抽水蓄能机组既有用户特点又有电源功能,除削峰平谷外,还可提供多重服务,是电力市场双向调节工具,分析了电力市场环境下抽水蓄能机组作用,提出了一种基于实时电价的抽水蓄能机组自适应控制策略.     

基于短期机组组合的含风电场滚动优化调度研究

大规模风电并网为电力系统有功调度带来很大的不确定性,考虑到超短期风电功率预测相较日前预测精度更高,滚动调度成为解决这一问题的有效途径。在保证电力系统安全可靠运行的前提下,为了进一步提高电力系统运行的经济性,给出了一种基于短期机组组合的滚动调度策略并建立了优化模型,该调度策略通过实时经济调度实现日前与日内发电计划的协调。算例验证表明,与传统意义上只改变机组出力的滚动调度相比,短期机组组合滚动调度策略通过优化灵活启停机组的启停过程,进一步提高了滚动调度模型的经济性和环保性,因此对电力系统的有功调度具有一定参考意义。     

风电场无功电压控制研究

目的研究双馈感应发电机的无功发生极限,采用一种风场控制策略实现接入点电压达到控制的目标值,以实现风场内的协调控制.方法双馈感应风机机组作为主要无功源,以双馈风机风电系统的功率关系为基础,把并网点电压调节作为目标同时考虑到各机组机端电压的协调控制策略.按照机端电压近似相等的原则来整定各台机组的无功出力,针对所采用的策略应用PSAT仿真软件搭建风场模型并进行了仿真.结果优先控制风电机组进行无功功率调节,降低风电功率波动,仿真结果验证了策略的正确性和有效性.结论充分发挥双馈风机作为风电场的元素组成部分的调压能力,提高风电机组对系统正常电压波动的适应性,并且减少了无功补偿设备的无功输出,实现了快速调节.     

考虑风电不确定性的风电场参与调频市场投标策略

针对风电大规模并网将增加电网调频需求的问题,提出考虑风电不确定性的风电机组同时参与能量市场与调频市场的日前投标方法.分析风电场在2种市场中的收益机制,在调频市场收益中考虑调频性能指标（FRPI）,提出调频性能指标的估值方法. 分析风电场参与2种市场的投标策略. 利用核极限学习机（KELM）和核密度估计（KDE）,建立风电功率概率预测模型KELM-PSO-KDE.基于功率概率密度的预测结果,以风电场收益最大为目标函数建立优化模型,利用蚁狮优化（ALO）算法求解该模型,得到风电场同时参与2种市场的日前最优投标功率. 风电场真实数据的仿真表明,提出的风电场同时参与2种市场的投标策略,可以使风场侧获得更大收益,有助于缓解电网的调频压力,具有优越性和普适性.     

风电场储能装置容量及最大充放电功率的确定

随着风电规模的日益扩大,风电对电力系统的影响越来越大,由风电并网引起的电力系统运行的经济性和稳定性等全局性问题越来越受到人们的关注。其中合风电场的电力系统经济调度问题日益受到重视,储能装置是解决风电并网问题的有效手段。本文不考虑储能装置的初始投资、运行维护费用等问题,从平滑风电功率波动和平滑系统功率波动（即综合考虑风电波动和负荷波动）两个角度,研究了储能装置的容量及最大充放电功率对平滑效果的影响,初步探讨了风电场中储能装置参数的确定方法。     

基于VMD技术与混合储能策略的风电并网控制方法

针对风电功率波动性和随机性给电网稳定运行带来的不利影响,提出一种基于风电功率变分模态分解(variational mode decomposition,VMD)技术和混合储能系统的风电并网控制策略.首先,对典型风电出力场景的原始功率进行变分模态分解,根据风电并网功率波动标准将原始功率分解为并网功率和储能功率,在平抑风电...     

风电功率概率预测研究综述

从风力发电被人们应用起,风电功率预测一直是研究的热议话题.由于风能自身的波动起伏、随机不定,导致风电功率具有一定的不确定性.目前风电功率大部分研究针对其点预测,但考虑风电功率固有的波动特性,其点预测的预测精度有限.然而准确可靠的风电功率预测对于电力系统运行是必不可少的.鉴于风力发电的不确定性,概率预测提供了一种独特的方案,即:提前估算和量化风电并网对系统运行潜在的影响以及风险.故风电功率概率预测将会成为风电功率预测的热门方向.文中归纳总结了风电功率概率预测已有的研究成果,并对风电功率概率预测未解决问题及将来发展趋势进行展望.     

考虑工业用户响应意愿差异性的工业园区多类型负荷协同平抑风电功率波动控制方法

提出了一种多类型工业负荷协调控制方法,以实现多类型工业负荷功率自动协同跟踪平抑风电功率波动。首先,针对工业园区内典型负荷如电解铝、矿热炉、多晶硅等,基于不同负荷的工业生产过程分别提出其功率控制特性模型。其次,考虑负荷生产特点与调控约束建立各负荷功率调节的边界条件,建立各负荷功率调节容量定量评估模型。最后,在负荷功率控制模型的基础上,考虑各负荷参与调控的响应意愿和公平性,提出了多类型工业负荷比例式聚合响应模型,并设计了自动平抑风电功率波动的负荷功率控制器。针对一个联网的典型工业园区,在RTDS上进行了仿真,仿真结果验证所提负荷协调控制方法能够有效平抑工业园区内的风电功率波动,从功率和电量2个方面实现了工业园区新能源就地消纳,并能够有效降低工业园区的容量电费。     

含风光水气火蓄的多能源电力系统日运行优化调度方法

针对当前多能源电力系统中大量弃风、弃光和弃水的问题,文中通过构建含风光水气火蓄的多能源电力系统日运行优化调度方法,有效提升可再生能源的消纳能力.首先,在保证火电最小经济技术出力及水电强迫出力的前提下,根据系统负荷大小确定可再生能源发电运行可行域.其次,在可再生能源发电运行可行域内优先安排风-光-径流水发电,若其满发有剩余,则安排抽水蓄能电站进行抽水,若抽水至满库容后风-光-径流水发电仍有剩余,则按负荷实际需求,按风电、光伏和径流水装机比例调降各自出力;若风-光-径流水满发后不能满足负荷需求,则优先安排可调节水发电,剩余负荷由火电、燃气和抽蓄电站以其总运行成本最小为目标来安排发电.最后采用CPLEX进行求解.实例分析表明文中方法能够提升可再生能源的消纳水平、减少非再生能源的消耗.     

含广域混合储能互联电力系统的负荷频率控制

为解决电力系统调频存在的灵活性资源不足和调节特性欠佳问题,针对抽水蓄能和电池储能广域接入情况下的互联电力系统,提出一种基于分布式模型预测控制的负荷频率协调优化控制方法。首先,根据互联电力系统中各主要元件的频率响应特性,建立互联电力系统频率响应的状态空间模型;然后,充分考虑系统受到的各种约束,确定优化控制目标,分别对各区域的控制器进行设计;最后,对所提负荷频率协调优化控制方法的可行性和有效性进行仿真验证。结果显示该方法不仅对广域混合储能互联电力系统的频率响应特性有很好的改善,而且当系统频率发生变化时,能够使不同储能形式进行合理的响应。     

风电与多端柔性直流输电系统自适应分频协调控制策略研究

针对风电接入多端柔性直流输电系统,为充分发挥风电参与系统调频能力,解决交直流并网故障引起的直流系统电压和交流电网频率波动问题,本文在现有下垂控制基础上提出了附加自适应分频控制策略。将直流电压偏差信号作为控制器输入信号,通过一阶低通滤波器将输入信号分为高频波动信号和低频波动信号,根据风电和直流输电系统各自调频能力的不同,将高频波动信号附加在风电机组转子侧换流器有功功率控制环,低频波动信号附加在直流有功功率控制外环,同时将电压源换流器（voltage source converter,VSC）实时功率裕度与直流电压变化量引入分频控制,实时调整低通滤波器的时间常数,动态调整功率输出,提高系统稳定性。在PSCAD/EMTDC中搭建仿真模型,仿真验证所提控制策略的有效性。     

水口电机组一次调频动态特性仿真分析

发电机组的一次调频对维持电力系统频率起着至关重要的作用。结合水口水电机组的运行实际情况,并考虑机组的调频死区和水头水流扰动环节的影响,对其一次调频动态特性进行仿真分析,给出了相应的调频动态响应过程和特性指标值。