两个细则下660MW机组一次调频控制策略优化

为了保证电网的安全经济运行,提高电能质量和电网频率的控制水平,迅速消除由于电网负荷变化而引起的频率波动,电网对机组的一次调频要求越来越高。针对机组存在对电网调频响应慢和精确性不够,一次调频动作时主汽压力波动较大,负荷偏差较大,影响机组经济、安全稳定运行等问题,结合华东电网两个细则要求,将一次调频原用的转速信号改为频率信号,经处理得到修正转速用于一次调频,并进一步优化一次调频控制策略,同时优化了CCS控制策略与控制参数,经过多次试验,证明了优化后的一次调频动作更加及时、准确,并有效减少电网对机组调频的考核,大大提高机组的经济、稳定性运行。     

基于模糊PID的主汽温串级自适应控制

随着电网对火电机组调峰调频能力的日益严苛,火电机组经常运行在AGC指令频繁变化的工况下。当负荷指令变化时,主汽温度的对象模型也会随之发生变化。该文设计了一种基于模糊PID的主汽温串级自适应控制系统,根据主汽温的实时偏差与偏差变化率,依据模糊控制规则自适应调整PID控制器的3个参数。仿真结果表明,基于模糊PID的主汽温串级自适应控制具有系统超调小、响应速度快、变工况鲁棒性好等优点,满足机组AGC调峰调频时主汽温控制的动态特性。     

基于自动发电控制的电力互联系统控制

通过电力系统自动发电控制AGC控制数学模型,建立自动发电控制AGC控制下的互联系统的仿真模型,并建立加入区域误差控制ACE的互联系统仿真模型。仿真分析在不同负荷增量的情况下,系统的频率偏差和有功功率偏差。认识自动发电控制AGC系统对联络线功率波动的作用与影响。仿真结果证明,自动发电控制AGC和区域控制ACE控制能够对互联系统的负荷变化进行有效的控制。     

区域极点配置的状态反馈控制在高柔结构中的应用

AMD控制系统中被控结构一般采用简化的计算模型,导致不确定性因素的存在,包括高柔结构的质量以及刚度的偏差,将影响控制器设计的准确性,而发展高柔结构的鲁棒AMD控制策略对土木工程的结构振动控制具有重要的理论价值和工程应用前景。基于区域极点配置算法设计了相应的鲁棒AMD控制器,在控制增益的计算过程中考虑不确定结构参数对计算模型精度的不利影响,以此提高了系统的稳定性。以10层结构为数值分析对象,以控制效果、AMD控制参数为指标,将所提出的控制器与基于经典极点配置算法的常规控制器进行性能对比,分析结果表明:对于含有较大不确定性的结构模型,所提出的控制方法具有更良好的控制效果以及稳定的控制参数;最后以4层框架试验模型的AMD控制系统为实例,验证上述数值分析结论的正确性。     

计及风电预测误差的柔性负荷日内调度模型

由于风电的不确定性与随机性导致风电出力难以精确预测,进而导致依据风电预测值所建立的日前调度模型存在一定的局限性,为解决此问题并提升风电消纳比例,提出一种计及风电预测误差的柔性负荷日内调度模型。首先,对储能和工业高载能负荷等可控柔性负荷进行建模;然后,考虑风电预测误差的概率分布特性,并基于日前调度计划建立以风电消纳量最高为目标的日内调度模型;最后,在保证系统安全可靠基础上,通过基于MATLAB的遗传算法进行优化。仿真结果表明：与日前调度计划相比,日内调度模型风电消纳比例提升了1.83%,验证了所提调度模型的有效性;通过对柔性负荷的超短期调度,可有效解决仅依据日前计划进行调度易出现电力系统功率不平衡的问题,提高电力系统稳定性。     

一种新颖的智能发电控制策略

本文提出了一种新颖的智能发电控制策略以解决新能源接入所带来强随机电网环境下的互联电网自动发电控制。各区域电网包含电网实时状态输入智能体、分布式协调算法智能体和控制输出智能体。分布式相关均衡Q(λ)学习被集成到控制智能体中作为主要的协调控制方法。此外,本文还详细讨论了JADE技术智能体的通信、行为和动作的作用机理。该平台已通过南方电网四省实时频率偏差模型证实能实现AGC区域的协调控制,尤其是当某区域电网控制误差ACE不能完全消除时。多智能体控制模块可以嵌入不同的控制算法并能评估其控制性能,这表明该平台具有很好的可扩展性、灵活性和高效性。     

关于风电并网技术问题的探讨

我国风能资源分布很不均匀,风能资源丰富的地区,负荷较低,电网较弱。风电场的出力是由风速决定的,由于风速的不可控性,风电具有不确定性和易变性的特点。根据中国的风电发展规划,越来越多的风电正在接人电网,但大量的风电接人电网会使电网面临一系列的挑战。本文将探讨如何利用最新的风电并网技术解决这些问题。     

微网中可维持母线电压恒定的下垂控制

由于传统下垂控制会使电压幅值和频率产生偏移,瞬时响应速度受限,以及由于线路阻抗不匹配所造成的环流等问题,提出了基于线路压降补偿的可减小微网母线电压幅值偏移的下垂控制理论,并且该方法可维持逆变电源本地输出电压幅值和频率的稳定。针对实际低压微网系统中线路阻抗为阻性,首先忽略线路阻抗中感抗成分,修正传统下垂控制模型,改进系统稳定性和瞬态响应;其次基于传统电网中二次调频理论,控制器增加电压幅值和频率的无差调节,维持逆变电源本地输出电压幅值和频率的稳定;再次,考虑逆变器到微网母线之间传输线上的电压降,控制器再加入传输线路压降补偿。最后通过仿真验证了所提出方法的正确性。     

大功率风电齿轮箱系统耦合动态特性研究

大功率风电齿轮箱为风力发电机组关键部件之一,其工作特性对风电机组稳定运行具有重要影响。针对某大功率风电齿轮箱参数及工况,考虑斜齿轮副时变啮合刚度和传递误差激励,建立齿轮箱传动系统子结构模型;基于均匀弯曲Timoshenko理论,建立齿轮箱箱体子结构模型;根据传动子结构和箱体子结构系统变形协调条件,建立大功率风电齿轮箱系统耦合动力学模型,对系统振动响应进行计算分析。研究表明:各级齿轮啮合激起结构响应频率,结构响应频率与系统齿轮啮合频率未发生共振;在系统振动加速度响应频率成分中,除三级齿轮传动啮合频率外,存在调频现象,并将研究结果与试验结果进行对比分析。     

考虑储能寿命和参与调频服务的风储联合运行优化策略

储能系统与风电场联合运行,不但可跟踪风电场计划出力,还可参与电网的辅助服务。以风储联合运行的总收益最大为目标,考虑储能系统跟踪风电计划出力与参与电网二次调频服务,建立风储联合运行的优化模型。该模型重点考虑了计及不同荷电状态下的储能寿命损耗和储能参与调频时向上调频电量与向下调频电量的平衡。基于实际风电场运行数据设计算例并进行仿真分析,结果表明,考虑储能寿命损耗和储能调频电量水平,不仅可以合理衡量储能参与各项服务所带来的收益,还可以充分发挥储能的作用并提高风储联合的收益。     

风电出力时序特性及其对省级电网的影响

随着风电的快速发展,大规模风电接入给省级电网调度运行带来一系列问题。首先,对风电出力的重要特性指标及其对电网运行的具体影响进行阐述分析;其次,为了更好地量化计算风电出力不同时序特性对电网的影响,建立一套从多角度反映风电时序特性对电网调度运行影响的特征指标,然后根据多个风电场群的真实出力数据,分别从不同时空尺度分析风电出力时间序列的分布特性、波动性及相关性;最后,基于某省级电网数据及其并网风电出力数据,研究分析风电时序特性对电网调频、调峰等影响,为省级电网风电优化调度提供参考。     

潮流分析和鸟群优化在风水协同运行中的应用

风力发电的随机性导致弃风。考虑在实际发电约束以及电网络约束条件下,运用水电的调峰调频特性,最大化平抑风电出力的波动性,使风电出力与水电出力之和按照计划输出,将风电处理成可供电力系统实施调度计划的稳定发电节点。为了提高风水协同发电总输出功率平稳性,提出了基于鸟群算法的风水协同运行控制方法。在控制系统寻优前进行系统潮流计算,在保证系统潮流安全条件下,有效地控制水轮机组出力,快速追踪期望输出功率。算例验证了上述方法的有效性,并且分析了高弃风惩罚和高功率波动惩罚对风电水电协同运行的影响。     

A single phase photovoltaic inverter control for grid connected system

This paper presents a control scheme for single phase grid connected photovoltaic (PV) system operating under both grid connected and isolated grid mode. The control techniques include voltage and current control of grid-tie PV inverter. During grid connected mode, grid controls the amplitude and frequency of the PV inverter output voltage, and the inverter operates in a current controlled mode. The current controller for grid connected mode fulfills two requirements – namely, (i) during light load condition the excess energy generated from the PV inverter is fed to the grid and (ii) during an overload condition or in case of unfavorable atmospheric conditions the load demand is met by both PV inverter and the grid. In order to synchronize the PV inverter with the grid a dual transport delay based phase locked loop (PLL) is used. On the other hand, during isolated grid operation the PV inverter operates in voltage-controlled mode to maintain a constant amplitude and frequency of the voltage across the load. For the optimum use of the PV module, a modified P&O based maximum power point tracking (MPPT) controller is used which enables the maximum power extraction under varying irradiation and temperature conditions. The validity of the proposed system is verified through simulation as well as hardware implementation.     

双馈变速抽蓄机组参与平抑风电功率波动研究

由于风电功率存在间歇性、波动性,大规模风电并网给电网安全稳定运行带来了挑战。为此,提出了基于双馈变速抽蓄机组的风电功率波动平抑控制策略。首先,基于DIgSILENT/PowerFactory软件,建立了双馈变速抽蓄机组发电、抽水状态下的仿真模型,验证其快速功率控制能力。其次,基于低通滤波原理,结合风电预测功率,建立双馈变速抽蓄机组在发电、抽水2种工况下参与平抑风电功率波动的控制模型。最后,通过仿真算例进行验证,结果表明：双馈变速抽蓄机组具有快速功率响应特性;在发电和抽水2种工况下,均可有效平抑风电功率波动,减小常规机组调节压力,改善地区电网稳定性。     

Neural Network and Fuzzy Control Based 11-Level Cascaded Inverter Operation

This paper presents a combined control and modulation technique to enhance the power quality (PQ) and power reliability (PR) of a hybrid energy system (HES) through a single-phase 11-level cascaded H-bridge inverter (11-CHBI). The controller and inverter specifically regulate the HES and meet the load demand. To track optimum power, a Modified Perturb and Observe (MP&O) technique is used for HES. Ultra-capacitor (UCAP) based energy storage device and a novel current control strategy are proposed to provide additional active power support during both voltage sag and swell conditions. For an improved PQ and PR, a two-way current control strategy such as the main controller (MC) and auxiliary controller (AC) is suggested for the 11-CHBI operation. MC is used to regulate the active current component through the fuzzy controller (FC), and AC is used to regulate the dc-link voltage of CHBI through a neural network-based PI controller (ANN-PI). By tracking the reference signals from MC and AC, a novel hybrid pulse width modulation (HPWM) technique is proposed for the 11-CHBI operation. To justify and analyze the MATLAB/Simulink software-based designed model, the robust controller performance is tested through numerous steady-state and dynamic state case studies.     

基于改进单纯形法和凝结水节流的超超临界机组协调优化

风能、太阳等新能源的规模化并网对电网的安全稳定性造成较大影响。为提高新能源的消纳能力,电网对燃煤机组的运行灵活性、负荷快速响应能力、深度调峰能力等提出了很高的要求。采用先进的控制策略提升协调控制的品质,具有重要的现实意义。基于近年来发展起来的"凝结水节流"快速变负荷方法,采用人工神经网络建立了考虑凝结水节流特性的负荷预测模型及主汽压力预测模型。在此基础上,利用经典优化理论中的改进单纯形法,设计了协调系统智能优化控制策略,编制了实时优化程序。借助1000 MW超超临界机组仿真机开展了详细的优化控制仿真实验,结果表明文中方法可有效提高机组变工况负荷响应的快速性,减少主汽压力波动,提升协调控制品质。     

风电并网价值分析

风电的接入因能替代常规机组发电而具有正向价值,同时也因会改变系统中不同类型机组的运行方式而带来负向价值。为衡量风电并网价值,建立了含风电机组日前优化调度模型,模型中考虑了不同机组的特性及负荷与风电的随机性和误差,从风电渗透率、负荷与风电预测误差和负荷与风电相关性3方面分析了它们对风电价值的影响。结果表明：风电并网容量较小时,风电具备减小系统运行成本的价值;风电并网容量较大时,机组启停费用增加,致使风电不具备并网的价值。     

Autonomous controller for improved dynamic performance of AC grid, parallel-connected, single-phase inverters

A new control technique is presented for the AC grid connection of distributed generation and parallel-connected inverters. The proposed control technique is based on a modification of the power angle droop control method and uses only locally measured feedback signals. An improvement in transient response, including large step transients, is achieved since the coupling filter parameters are taken into consideration when deriving the power angle of a droop controller. Unlike conventional techniques, the proposed technique is stable and minimises the active and reactive power swing for large load changes. The method achieves good active and reactive power sharing and minimises circulating current between parallel connected units and the grid connection, for both linear and nonlinear loads. Improved transient response is obtained while maintaining power-sharing precision, or output voltage and frequency accuracy. Simulation and experimental results validate that performance is better than that attained with conventional droop- based approaches.     

基于STM32的频率和功率可调非接触供电超声电源设计

为解决接触式供电中漏电、磨损、电能传输不良以及超声电源在加工中谐振频率漂移、跟踪速度慢、输出功率不稳定等问题,文章以STM32单片机作为主控系统,设计了一种频率和功率可调的非接触供电超声电源。根据采样反馈电路采集的电压电流相位差和有效值信号,采用锁相环和模糊比例积分(Proportional Integral, PI)控制相结合的方法对频率进行跟踪,并用传统 PI 控制法控制输出功率。在 Matlab 软件中搭建电源仿真模型,利用附加电阻、附加电感和附加电容模拟加工过程中负载参数的突变,对有频率调节和功率控制子系统以及没有子系统的电源模型分别进行仿真。仿真结果表明,电源输出功率稳定在 248 W。当负载参数发生改变时,电源的谐振频率发生漂移,经过频率自动跟踪子系统的调节后,电源在 0.01 s 后重新回到谐振状态。此控制算法实现了频率快速跟踪和功率控制。