考虑通信中断的互联电网自动发电控制策略

传统自动发电控制(AGC)仅仅考虑了经济因素。然而互联电网存在通信中断的隐患,可能发生AGC控制信号阻塞现象,进而导致控制单元无法根据负荷的变化调整机组出力。文中从经济调度(ED)和负荷频率控制(LFC)两方面进行改进,提出一种考虑通信中断概率的、具有预防性的AGC策略来降低通信中断带来的影响。经济调度根据负荷预测,针对长期、大幅的负荷波动,尽可能地利用通信中断概率较高的机组进行调节。负荷频率控制根据机组风险评估,针对短期、不可预测的小幅负荷波动,利用风险较低的机组进行调节。IEEE 118节点系统仿真表明,所提出的新AGC策略可以提高系统的动态稳定性,并且有较好的经济性和工程实用价值。     

基于模型预测控制的孤岛微电网二次调节策略

受线路阻抗的影响,传统的P-f和Q-V下垂控制无法实现无功功率按比例精确分配,且所有分布式电源输出电压的幅值偏离电压基准值;负荷波动时,频率无法维持在额定频率值。提出一种基于模型预测控制(MPC)的二次调节策略,通过优化下垂控制的频率和电压参考值,将频率和平均电压维持在各自的基准值,实现无功功率按额定容量比例精确分配的目标,并减小了输出电压与基准电压间的偏移量。该策略以一定的采样周期将分布式电源的状态空间模型离散化,经滚动优化和反馈校正获得频率和电压的控制变量,分别添加到P-f和Q-V初级控制中,实现优化频率与电压的二次调节,且减少了比例—积分(PI)控制参数,降低了对系统参数的敏感度。MATLAB/Simulink仿真验证了所提策略与基于PI控制的二次调节策略相比,在负荷波动时具有更快的瞬态响应特性,同时具有较强的鲁棒性。     

基于改进模型预测控制的电气系统新能源功率波动平滑策略

针对新能源功率波动问题,制定了聚合温控负荷与微型燃气轮机共同抑制电-气互联系统联络线功率波动的调控策略。首先,将波动功率进行经验模态分解,然后在建立聚合温控负荷双线性模型与微型燃气轮机数学模型的基础上,提出了基于Lyapunov函数的改进模型预测控制方法,采用改进模型预测控制分别设计了聚合温控负荷与微型燃气轮机的控制律,用于平抑波动功率的高频分量与低频分量。算例仿真表明:在满足聚合温控负荷温度舒适度约束,保持微型燃气轮机预设工作状态的条件下,提出的控制方法能够使它们的输出功率有效跟踪波动功率高频和低频分量;算法兼顾了用户舒适度与调节范围,达到了良好的联络线功率平滑效果。     

西南电网异步联网后的负荷预测及频率波动抑制

负荷波动是导致频率不稳定的重要因素,而短期负荷预测可以预估系统有功出力,有效抑制频率波动。针对西南电网异步互联后的频率波动问题,文中首先对西南地区负荷波动幅值的概率分布进行分析,并将负荷波动概率纳入负荷预测过程,提高预测精度。然后,基于西南电网的负荷概率分布特点,提出融合反向传播(BP)神经网络和支持向量回归(SVR)的新型混合算法,采用BP神经网络对负荷水平进行评估,利用所得负荷水平作为SVR训练集的选取依据,进而预测当日负荷。最后,基于实际负荷数据进行频率仿真,并与传统方法的预测结果进行对比,验证了所提模型负荷预测精度及频率波动抑制效果的优越性。     

基于超短期负荷预测的Non-AGC与AGC协调控制策略研究

为了消纳大规模新能源并网给系统带来的随机性和波动性,针对Non-AGC机组与AGC机组调节速率的不同,给出Non-AGC与AGC协调控制策略。利用超短期负荷预测提前为Non-AGC机组制定发电计划,达到用Non-AGC分担AGC调解压力的目的。利用"波动窗"算法给出Non-AGC机组调节速率与调节时间的计算方法;利用CPS标准制定AGC机组调节策略,并考核AGC机组调节性能。利用该协调控制策略模拟山东电网运行情况并和现有调度模式在AGC调节容量、频率控制、ACE、CPS指标等方面进行对比分析,结果表明,基于超短期负荷预测的Non-AGC与AGC协调控制策略是实用、有效的,既能维持良好电能质量又能消纳新能源并网的波动性。     

TBC方式下改善蒙西电网AGC控制性能的分析

分析了在定联络线及频率偏差模式控制(TBC)方式下,影响AGC控制性能的几种因素,包括频率波动、系统的备用容量与AGC的调节容量、AGC机组的调节速率等,针对这些影响因素,提出了相应的改进方法,为了进一步提高AGC整体运行水平,建议把超短期负荷预测和AGC控制相结合,可减少AGC机组的调节频率,优化AGC性能.     

基于确定网络演算的孤岛微电网网络化频率控制策略

孤岛状态下的微电网频率稳定性易受到负荷与新能源不确定波动的影响,对具备连续功率调节能力的传统同步发电机组的调控能力提出更高的要求.此外,由于机组与微电网控制中心间的信息交互需要通过开放的通信网络,不确定延时问题同样会对频率稳定性造成不利影响.为此,提出一种网络化频率控制策略.基于确定网络演算理论,推导了传输延时上边界与...     

消纳风电预测偏差功率的电采暖负荷群运行调度策略

构建以新能源为主体的新型电力系统将面临尖锐的调节资源供需矛盾,电采暖负荷具有可时移特性,是优质的存量可调节资源。拟挖掘电采暖负荷调节功率作为电网辅助备用,针对风电功率预测偏差消纳问题,设计了负荷聚合商响应风电预测偏差功率的调度架构,构建了电采暖负荷群响应风电预测偏差功率的轮流调控响应策略以最大化消纳偏差功率,设计了电采暖负荷群-风电场算例系统,基于此对所提出的电采暖负荷群响应风电预测偏差调控方法的有效性进行了仿真验证,并分析了负荷群参与响应后的经济性。     

常规机组协同风电消纳的有功调度研究

针对风电固有的间歇性和随机性导致风电场调度困难的问题,提出了常规机组协同风电场调节的有功调度策略并建立了相应的有功调度模型,即在日调度计划基础上基于预调度时间级的超短期负荷预测信息和超短期风功率预测信息对常规机组与风电机组功率分配进行校正,根据预调度时间级内AGC机组调节容量匮乏信息进行非AGC机组与AGC机组间协调,以保证在线调度时间级内系统具有充裕的AGC调节容量应对风电场的功率波动和负荷变化。算例结果表明了提出的有功调度策略和建立的协调模型可行、有效。     

时滞环境下基于电动汽车与电热泵的协调频率控制

提出一种时滞环境下应用电动汽车和电热泵协同参与系统负荷频率控制的调控策略。在考虑电动汽车和电热泵单体运行特性的基础上,分别构建电动汽车与电热泵集群的调频控制模型;充分考虑负荷频率控制中通信延时的影响,建立包含时滞环节的调频系统动态模型;进一步地,利用该模型对不同类型可控负荷集群对应的时滞稳定裕度进行分析,并根据最大化系统稳定裕度的原则优先采用稳定裕度较大的可控负荷进行调频,从而对电动汽车与电热泵在参与频率调节过程中进行协调控制。     

风-铝联合系统协同频率控制策略研究

对于含有大规模新能源接入的联网型高耗能工业电网,新能源功率波动势必造成联络线功率波动以及额外备用容量费用,不利于工业电网经济运行。为深入挖掘源荷两侧调频资源,基于IEEE标准两区域模型,提出一种考虑风 铝联合的源荷协同频率控制策略。首先,基于自饱和电抗器建立电解铝负荷有功功率消耗与直流电压的耦合关系模型。其次,基于电解铝负荷特性提出一种电解铝参与的电网辅助调频策略。同时考虑风机惯性控制的快速频率响应能力,将电解铝负荷与风电机组调频手段结合,联合参与系统频率调节。最后,仿真验证了所提控制策略能有效抑制孤立电网的频率波动,使电力系统具有更强的抗干扰性和更快的动态响应。     

基于事件驱动的含风电互联电网负荷频率鲁棒控制

风电输出功率具有强随机性和波动性的特点,因此风电高占比带来的输入电能波动给多区负荷频率控制带来更大挑战。计及风功率预测误差对负荷频率控制的影响,且考虑到未来开放式通信环境对区域控制误差信号传输的影响,文中提出了一种基于事件驱动通信下的鲁棒负荷频率控制策略,以保证含风电电力系统频率稳定性的同时尽可能地减少网络通信传输量。以典型含风电的两区域负荷频率控制为例进行了仿真研究,仿真结果表明,文中所提出的基于事件驱动通信的鲁棒控制器相对于常规比例—积分控制器而言,不仅能够有效保证风功率波动下的频率输出的l2增益性能,还能减少系统平稳态的通信次数,具有良好的频率控制性能。     

虚拟同步发电机并联运行的阻抗匹配策略

在逆变器中加入转动惯量和阻尼,实现虚拟同步发电机(VSG)控制,可在兼顾本地负载平滑切换的同时提高交流母线频率稳定性。VSG并联按其容量配比对负载进行合理分配,但阻抗不同会对并联造成稳态误差,同样会影响动态性能。提出一种基于虚拟阻抗的并联VSG控制方法,对励磁环节进行改进,实现对交流母线电压的控制,分析有功功率和无功功率运行特性;加入虚拟阻抗并得出阻抗匹配原则,分析虚拟阻抗在暂态过程中的效果。在MATLAB/Simulink中和实验台架上进行了两台VSG并联仿真和实验,结果表明,提出的控制策略可以抑制投切过程中的频率波动,提高VSG并联的稳定性。     

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。     

基于变论域模糊逻辑的互联电力系统负荷频率控制

随着风电在电力系统中的渗透率不断提高,其出力不确定性对系统频率稳定造成威胁。针对风电接入系统后的频率波动问题,提出变论域模糊PI负荷频率控制策略。为克服传统模糊控制器由于论域固定导致自适应能力有限的缺点,设计的变论域模糊PI负荷频率控制器通过变论域方法实现输入、输出论域的动态调整。为满足风电接入系统后复杂的论域调整需求,基于模糊推理设计新型变论域伸缩因子。典型两区域互联系统仿真实验表明,在不同形式的扰动下,该新型控制器较PI控制器、模糊PI控制器有更好的控制表现,能更好地处理风电出力不确定性对互联电力系统频率稳定的影响。     

计及需求侧管理的热泵-储能型微电网能量优化策略

为减少储能总容量和蓄电池动作次数,提出一种计及需求侧管理的微电网能量优化策略。考虑热泵的负荷特性,根据产热量与热泵工质流速的关系建立相应的热泵系统模型。根据热负荷日需求曲线,对热泵的储热容量模型进行分析与计算;按照频率区间将微电网功率波动划分为高频成分与中低频成分,并采用模糊控制理论将波动功率在热泵、蓄电池与超级电容间进行分配。该策略对微电网进行削峰填谷,对功率波动进行抑制,实现了微电网的可靠、经济运行。算例验证了所提能量管理策略的正确性与有效性。     

晶闸管电子负荷在孤网频率振荡抑制中的应用

在电力系统运行过程中,出现大型负荷突然丢失而发电机调节能力不足时,系统频率升高,频率和功率发生振荡,甚至会导致系统崩溃。在只有数台发电机的孤岛供电系统中,发电机调节能力有限,常规负荷需要担任生产任务,并不能参与调频,故孤网系统缺乏有效的调频手段。文中提出一种基于晶闸管控制的电子负荷装置,对其工作原理、孤网频率振荡抑制机理和控制策略进行分析,基于实时数字仿真系统(RTDS)研究不同参数下电子负荷装置在频率振荡抑制方面的效果。研究表明,采用电子负荷装置可以通过负荷动态控制参与一次调频,为孤网频率振荡抑制提供了新的思路。     

双馈风力发电机组惯量阻尼特性与改进附加频率控制策略

大规模风电场集中并网并经高压输电线输送到负荷中心,当输电线路发生短路故障时,送端会出现短时功率过剩,当故障解除线路恢复正常运行后,系统对送端功率需求又瞬时增大.研究发现已有的双馈风力发电机组(DFIG)基于虚拟惯性控制和下垂控制的附加频率控制策略,对负荷突变引起的频率波动控制效果显著,但对于输电线路短路故障发生到解除全...     

具有快速跟踪能力的电压型PWM整流器直接功率控制

在现行电压型PWM整流器的直接功率控制策略中,利用开关表同时对有功功率和无功功率进行调节,对无功功率的调节能力强于对有功功率的调节.则导致了在暂态和抗扰过程中有功功率、直流电压出现较大的波动,系统跟踪给定速度慢,对负载运行不利.对此,提出了根据有功功率瞬时值与给定有功功率的差值设定无功功率给定值的新策略.该新策略有效地抑制了直接功率、直流电压的波动,加快了有功功率、直流电压的跟踪速度,提高了系统的抗扰能力.仿真结果证明了该新策略的可行性.     

基于单机等面积的暂态稳定切机切负荷策略及算法

根据单机等面积定则定义了基于动态单等值机群的加速面积与减速面积,提出了切机切负荷紧急控制算法。对基于动态单等值机群的稳定裕度与基于动态二等值机群相对运动的加速面积与减速面积进行了比较研究,在理论上揭示了系统在故障期间获得的动能等于前向机群的动能与后向机群的动能之和,故障切除后系统能够吸收的能量(最大减速面积）等于前向机群能够吸收的能量与后向机群能够吸收的能量之和。利用单机等面积法得到发电功率切除量与负荷功率切除量估计值,在此基础上利用时域仿真校定系统得到了总发电功率切除量。基于单等值机群的方法在理论上解释了切负荷对暂态稳定的影响,算例结果验证了上述算法的正确性,该方法可用于准实时切机策略的决策与更新。