集群风储联合系统广域协调优化控制

储能技术在提高间歇式电源可控性和可靠性,提升其接入友好性方面具有广阔的应用前景。然而分散独立控制风储系统的无序充放电可能带来更多的不确定性,不利于电网的安全经济运行。针对集群风储系统,构建了本地风储系统、集群控制中心以及电网调度中心广域协调互动的基本框架。提出基于超短期风功率预测的本地风储系统优化控制策略以及集群风储系统广域协调控制方法。通过仿真分析可知,提出的控制策略可充分利用集群风电出力的时空差异性,有效提高储能的利用效率,增强集群风电出力的整体可控性。     

基于多电源联合系统的大规模风光消纳协调控制策略

为解决大规模风光发电并网稳定性问题,提高电网对风光发电的消纳能力,提出一种基于多类电源联合系统的协调控制策略。该策略首先分析了联合系统各电源出力特性;然后对风光出力进行滤波分析,提取不同频率尺度下的风光出力分量;最后根据风光出力分析结果制定各类补偿电站出力计划,并利用优化算法并行计算,得出各类电站机组出力和联合系统总体输出功率。算例分析表明,该方法能够很好地解决大规模风光并网的功率波动问题,实现联合系统的功率平稳输出,提高风光发电消纳能力。     

含海上风储联合发电系统的韧性调度策略

为应对台风诱发的海上风电机组高风停机(high wind-speed shutdown, HWSS)事件,提出了一种含风储联合发电系统的多时间尺度协调调度方法。首先,基于历史和即时信息进行台风全生命周期模拟,得到强度时变的台风轨迹集合;基于台风轨迹和风电出力曲线,进一步计算该台风轨迹集合下风电场的可用出力,并纳入所提出的模糊集合中。其次,考虑风电出力波动对各类型备用需求的影响,提出了多类型备用需求的次小时级调度框架,以避免机组小时阶跃变化造成调度方法不可行的风险。然后,在此基础上,通过确定性转化形成可求解的混合整数线性规划问题。最后,在增加了2个海上风电场的IEEE-RTS系统上进行了仿真实验。实验结果表明,所提出的调度策略能够在台风极端天气下,充分利用风储联合发电系统的灵活性,通过预调度提升系统韧性。     

光-储联合并网发电系统建模与协调控制

针对光伏并网发电系统具有随机性,且不具备故障暂态电压支撑能力的特征,提出一种有效调节功率且改善低电压穿越能力的光储联合并网发电系统动态模型及协调控制策略.在电力系统仿真分析平台DIgSILENT/Power Factory中建立了光储联合并网发电系统协调控制及低电压穿越功能模型.应用协调控制策略实现储能系统和静止同步补偿器功率平衡,维持并网点电压稳定.利用气象和负荷数据,验证了上述模型及协调控制策略的有效性.     

多FACTS广域抗时滞协调控制

提出一种基于自由权矩阵方法的多灵活交流输电系统(FACTS)抗时滞协调控制算法。该算法采用广域测量系统(WAMS)的输出反馈信号,考虑信号的传输时滞,使用自由权矩阵时滞稳定定理作为判据,同时保证时滞系统的最小阻尼比在一定阈值之上,利用量子遗传算法寻优获得多FACTS协调控制器的最佳增益。2台静止无功补偿器(SVC)算例的时域仿真结果验证了所提算法的有效性。     

光储微网系统多目标协调控制策略

基于光伏储能+电采暖的光储微网系统可以有效解决西部农村社区清洁能源供应量不足问题.为了提高光储微网系统的能量控制效果和工程实用性能,该文通过构建包含电力费用、储能系统荷电状态(SOC)、供暖舒适度等变量的多目标函数,提出一种计算量较低的储能与电热负荷多目标协调控制策略.为了简化目标函数求解过程,引入求导和单调性分析等优化方法.为了降低系统计算量,以住宅建筑保温性能为评价标准,提出一种带宽能量控制模式,降低了被控单元的控制频率,提高了算法的工程应用价值.搭建Matlab/Simulink仿真平台,依据西部青海省某示范光储微网系统实际数据,仿真对比分析基于传统能量控制策略和基于多目标协调控制策略的光储微网系统性能,验证该文所提控制策略的有效性和优越性.     

关于广域测量系统及广域控制保护系统的评述

评述广域测量系统及广域控制保护系统的构成、关键技术及应用领域,提出广域测量预警控制系统的概念.分别讨论了基于纯相量测量单元(PMU)数据的应用功能,以及结合PMU数据与模型仿真结果的应用功能.在此基础上指出广域测量预警控制系统理论和应用的瓶颈及可能的解决途径.     

风光储联合发电系统有功控制策略研究及工程应用

综合分析风光储联合发电系统的结构特点和控制特性,设计了可灵活组态的联合控制模式和场站控制模式,实现风、光、储独立控制和互补控制的无缝切换。针对联合发电出力平滑、跟踪目标控制和频率调节的不同应用需求,提出了考虑储能荷电状态反馈的改进平滑控制策略和"风光捆绑、储能解耦"的协调跟踪策略。提出的控制模式及策略已在国家风光储示范工程得到应用,被验证是可行和有效的。     

光储直流微电网系统协调控制策略研究

为了更好地控制、管理和使用随机性较大的分布式可再生能源和需求波动较大的负载,文章对光储直流微电网系统内不同的变换器提出不同控制策略,通过不同控制策略控制变换器协调运行来保证系统的稳定运行,同时利用基于超级电容和蓄电池的互补特性设计了级联的拓扑结构组成混合储能系统,使系统稳定性进一步提高;并将系统分为多个运行模式,在所提控制策略下系统在多个模式间实现平滑稳定切换。最后对运行中出现的分布式光伏电源输出波动和负载变化情况在MATLAB/Simulink进行了仿真实验。结果表明,所提策略能有效抑制系统直流母线电压波动和优化混合储能的运行,提高了系统的可靠性和稳定性,验证了控制策略的有效性和可行性。     

基于直流电压信号的光储系统协调控制策略

在以光伏系统、储能装置、并网逆变器、交直流负荷构成的光储系统基础上，分别对离网和并网两种运行方式的控制策略展开研究。考虑到光伏装置的随机性、储能装置的充放电属性和负载多变的现象提出直流侧电压分层控制方式。以直流电压幅值为依据，协调储能装置自适应下垂控制，同时网侧双向变流器采用虚拟同步发电技术，能较好地稳定直流侧电压，降低系统内部功率冲突，保证内部功率交换的稳定。最后通过MATLAB/Simulink在离/并网模式下，分别仿真验证系统协调控制策略的有效性。仿真结果表明:在离网模式下，与下垂控制进行对比，虚拟同步技术的引入使得系统具有较强的鲁棒性；协调控制策略保证了系统稳定并实现储能装置的有效利用。     

基于荷电状态的混合储能系统协调控制策略

为优化混合储能系统运行状态,提出了一种新型混合储能分层协调控制策略,包括上层能量管理与下层混合储能控制。上层能量管理层根据微电网母线电压、频率以及混合储能系统综合荷电状态（SOC_HESS）,利用模糊逻辑算法优化混合储能系统的充放电功率,使得储能设备的荷电状态维持在合理范围。下层混合储能控制层在低通滤波器的基础上根据磷酸铁锂电池和超级电容器各自的SOC,建立分配功率修正算法,优化储能单元的SOC状态。仿真实验证明,所提出的基于荷电状态SOC的分层协调控制,有效地降低了混合储能的SOC的变化范围,防止储能设备的过充或过放。     

石油钻机微电网混合储能系统的协调控制策略

针对石油钻机复杂的地质环境易形成跳钻或溜钻现象,提出将混合储能应用于石油钻机微电网以改善电能质量。基于蓄电池和超级电容不同的储能特性,为使功率合理分配,提出一种自适应滤波常数的控制策略。该策略根据储能装置的工作状态实时修正输出功率,并设置了过充过放及最大限值保护,使储能单元运行在合理区间。仿真结果表明该策略提高了储能装置的性能,延长了储能装置的运行寿命,且增加了石油钻机微电网系统的稳定性。     

无通信互联线储能系统的直流母线协调控制策略

针对无通信互联线的储能系统如何在不增加系统成本和复杂度的前提下维持直流母线功率平衡及电压稳定,提出了一种直流母线协调控制策略,DC/AC变流器采用定直流电压或定交流电压控制,两台DC/DC变换器采用包含电池充放电控制的改进型二阶直流电压偏差控制。通过对系统典型工况的分析,说明了系统中各个装置是如何协调工作的。搭建了微网实验平台对所提出的控制策略进行了实验验证,实验结果证明了该控制策略的有效性和实用性。     

考虑风速分区的风-储系统短期频率响应协同控制策略

在高风电渗透率电力系统中,针对双馈感应风电机组的转子转速与电网频率解耦所造成的机组惯性与频率响应能力缺失的问题,提出了基于模糊逻辑控制的风—储系统协同运行控制策略。该控制策略通过在风—储控制系统中嵌入模糊逻辑控制器来决策风—储系统响应电网频率波动的总有功出力和风力机转子动能的调频参与系数。基于此,根据不同风速下的风电机组运行特性将风速分区,并针对各风速区间构建了适应该区间转速—功率特点的风—储系统运行策略,使风—储系统具备能适应多种风况的短期频率响应能力。仿真结果表明:文中所提出的风—储系统协同运行控制策略能有效提升风—储系统的惯性以及短期频率响应能力,不仅能使风—储系统的短期频率响应能力适应多种风况,还可避免风电机组退出调频造成的频率二次跌落问题,同时改善了高风电渗透率电力系统的频率稳定性。     

基于广域量测信息的配电网协调控制技术展望

分布式电源等电力电子设备的大规模接入,对配电网控制灵活性以及控制时间尺度提出了新的需求。配电网同步相量测量装置（D-PMU）的配备将为配电网在线监测及实时控制打开新的局面。对于D-PMU数据融入配电网量测系统后形成的新调控框架、新调控手段,提炼总结了基于广域量测信息的配电网源-网-荷协调控制技术中亟待研究的内容,包括多源数据融合背景下的分布式电源功率预测与柔性负荷建模、解决新能源功率波动与配电网电压安全问题的配电网源-网-荷快速协调控制、利用D-PMU数据快速同步特点实现的孤岛平滑切换与稳定控制等。针对上述内容,构思了相应的技术路线,对关键技术难点进行了展望,并介绍了部分技术在示范工程的应用情况。     

计及储能效益的综合能源系统利益分配机制研究

合理的利益分配机制能保障储能收益,激发储能参与辅助服务的动力,提升新能源消纳率。以综合能源系统参与主体为研究对象,以传统Shapley值法分配策略为基础,引入风险分摊、投入程度、协作优化、环境污染4类主体价值标签,构建云重心法修正的Shapely值法利益分配模型,量化联盟主体的贡献和价值并分配利益。算例分析表明,所提模型可实现各主体对综合能源系统的综合贡献水平与利益分配的精准匹配,提升投资者投资储能的积极性。     

复合储能系统直流变换器的协调控制策略研究

针对含有功率型和能量型两种储能电池的复合储能系统(HESS),在此提出了一种考虑储能电池自身充放电特点的HESS的协调控制策略。该控制策略根据直流母线电压-充放电电流(U-I)下垂曲线由U得到I的基准值,利用高通滤波器提取电流的高频分量作为功率型储能单元的充放电电流指令,剩余低频分量作为能量型储能单元的充放电电流指令。利用该控制策略,便可以实现在稳定U的基础上两种不同的储能单元根据自身的技术特点实现外部功率的响应。最后利用dSPACE 1104半实物实验平台验证了所提出的控制策略的可行性和有效性。     

基于含储热的热电联产与抽水蓄能的风电消纳协调控制策略

在研究电热负荷与不同时间尺度风功率波动特性的基础上,分析了含储热的热电联产与抽水蓄能协调运行对风电消纳的影响,并提出了基于含储热的热电联产与抽水蓄能的两级协调控制策略。一级协调控制以系统运行成本最小和风电消纳电量最大为目标,根据电热负荷和风电预测出力,通过含储热的热电联产与抽水蓄能在调节容量上的优化配置,提高系统运行经济性和风电消纳率;二级协调控制针对风电出力的实时波动,根据风电计划上网偏差,通过含储热的热电联产与抽水蓄能的协调控制,平抑风电实时波动。以6节点系统为例,验证了所提协调控制策略的有效性,结果表明含储热的热电联产与抽水蓄能的两级协调运行可以有效降低系统运行成本,提高风电消纳水平,保证大规模风电接入情况下电网安全稳定运行。     

基于寿命量化的混合储能系统协调控制参数优化

混合储能系统控制策略中参数对控制效果具有一定影响,应量化分析其影响并进行参数优化。文中采用考虑自放电率和充放电效率等因素影响的储能系统数学模型;在基于锂电池充放电状态的混合储能系统控制策略基础上,提出超级电容储能荷电状态协调响应裕量指标;结合适用于实际不规则充放电应用的锂电池寿命量化模型,建立基于锂电池量化寿命的混合储能系统协调控制参数优化模型。算例分析表明,合理选择混合储能系统协调控制参数可延长锂电池使用寿命,进而提高混合储能系统的整体性能。     

直流对等式微电网混合储能系统协调控制策略

提出一种基于锂离子电池和超级电容混合储能的协调控制策略,使得混合储能系统(HESS)适用于风能、太阳能或者其他间歇式分布式电源供电的微电网。针对锂离子电池和超级电容的放电特性,提出DC-DC侧对等式并行双环控制策略,控制直流母线电压稳定的同时,利用控制环路自身带宽滤波特性及交流功率前馈达到功率分配效果;采用滞环PI控制方法,保证超级电容不会过放或者过充。DC-AC侧采用双同步坐标系下不平衡电流控制结构,有效跟踪不平衡参考电流。实验结果表明,所提出的协调控制策略能有效抑制直流母线电压冲击与波动,显著提高了系统动态响应;同时,超级电容利用效率得到提高,微电网在过渡状态下的性能也得到了改善。