双馈抽水蓄能机组参与电网调频的改进虚拟惯性控制策略

为了提高双馈抽水蓄能机组参与电网调频的能力,提出一种带比例—微分(PD)环节的双馈抽水蓄能机组改进虚拟惯性控制策略。首先,基于双馈抽水蓄能机组运行特点,分别建立了可逆水泵水轮机和双馈感应电机的数学模型及双馈抽水蓄能机组控制模型。其次,根据机组虚拟转动惯量与转速调节及电网频率变化的关系,提出一种带PD环节的双馈抽水蓄能机组改进虚拟惯性控制策略,并给出了改进虚拟惯性控制相关参数的整定方法。最后,通过对含双馈抽水蓄能机组的3机系统的仿真分析,验证了所述策略可有效提升双馈抽水蓄能机组在发电、电动工况下的频率响应能力,提高了电力系统的频率稳定性。     

泰山抽水蓄能电站运行决策分析系统的开发与应用

抽水蓄能电站对电网削峰填谷,改善火电机组运行环境具有重要意义。设计实现了山东泰山抽水蓄能电站调度运行决策分析系统,基于滚动决策思想分别建立了火电机组调峰平衡决策模型、抽水蓄能机组运行效益预估模型、抽水蓄能运行决策模型以及抽水蓄能运行效益后评估模型。实际应用表明,该系统能够充分发挥抽水蓄能机组对山东电网运行的安全性、经济性的作用,为抽水蓄能机组调度运行提供了方便实用的工具。     

响水涧抽水蓄能机组轴系稳定性分析

简要介绍采用有限元计算方法分析抽水蓄能机组轴系的动力特性和动态响应,对响水涧电站抽水蓄能机组应用ANSYS程序动力学模块建立轴系的动力学有限元模型并进行稳定性分析。其内容包括轴系临界转速、导轴承油膜弹性、主要工况轴系的动态响应计算以及分析各种不平衡力对轴系稳定性的影响。     

大功率缺失下抽水蓄能机组分阶段有功控制方法与实现

为了提高大功率缺失下抽水蓄能机组参与故障恢复的能力,提出了抽水蓄能机组分阶段有功控制方法。首先,基于抽水蓄能电站运行特点,构建了抽水蓄能机组参与有功控制的数学模型;其次,为满足大功率缺失下断面和频率的控制需求,提出了考虑机组安全运行约束的抽水蓄能机组分阶段有功控制方法;最后,结合在特高压受端省级电网的应用实践,验证了所述方法在大功率缺失下提升抽水蓄能机组响应能力的有效性。     

大型抽水蓄能机组同步控制设计和试验应注意的问题

讨论了大型抽水蓄能机组同步控制设计和试验时值得注意的若干问题,旨在提高同步控制系统的安全性和可靠性,保障机组和电力系统安全稳定运行,对抽水蓄能机组同步控制设计及试验具有一定的参考意义。     

基于风蓄协调的节能调度方法

为解决节能调度中风能接入造成运行成本增加和可靠性降低的问题,提出了一种基于风蓄协调系统的节能调度方法.通过引入多个整型优化变量与协调周期不平衡量约束,反映抽水蓄能机组发电、抽水、空闲等不同运行状态以及风电机组的出力波动特性,并采用混合整数规划方法求解.算例分析表明,该模型能克服风能的间歇性和波动性缺点,提高系统运行可靠性与风能利用率,降低整体运行成本,能提供抽水蓄能机组适应节能调度需求的新型调度方案,具有显著的经济效益与实用价值.     

国外公司抽水蓄能机组技术述评

<正> 现代抽水蓄能机组的发展趋势是追求高可靠性,易于维护,使用灵活和高效率。与常规水力发电设备相比,由于电力系统要求蓄能机频繁地实现各种运行工况的快速转换,因此可靠性便成为抽水蓄能机组最重要的技术指标。世界上利用抽水蓄能技术已有百年历史。从20世纪三十年代可逆式机组问世,到六十     

抽水蓄能机组空载工况分数阶PID调节控制

抽水蓄能机组运行在低水头空载工况易进入"S"特性区域,进而引起机组频率大范围波动和运行不稳定。针对传统比例—积分—微分(PID)控制在低水头空载工况下不能较好地调节抽水蓄能机组频率波动的不足,基于全特性曲线对数曲线投影变换的水泵水轮机数学模型,提出了适用于抽水蓄能机组低水头空载工况运行的分数阶PID(FOPID)调节系统模型,并运用粒子群优化算法优化FOPID控制参数,重点讨论了FOPID控制在低水头空载开机和空载频率扰动时的应用。仿真分析表明:相较于传统PID控制,FOPID控制使得低水头空载运行时机组频率和导叶开度的过渡过程有了明显的改进,提高了抽水蓄能机组调节系统的速动性与稳定性。     

基于风蓄协调的节能调度方法

为解决节能调度中风能接入造成运行成本增加和可靠性降低的问题,提出了一种基于风蓄协调系统的节能调度方法。通过引入多个整型优化变量与协调周期不平衡量约束,反映抽水蓄能机组发电、抽水、空闲等不同运行状态以及风电机组的出力波动特性,并采用混合整数规划方法求解。算例分析表明,该模型能克服风能的间歇性和波动性缺点,提高系统运行可靠性与风能利用率,降低整体运行成本,能提供抽水蓄能机组适应节能调度需求的新型调度方案,具有显著的经济效益与实用价值。     

交流励磁抽水蓄能机组暂态特性仿真分析

不同于常规抽水蓄能机组,基于交流励磁电机的抽水蓄能机组可实现变速,具有提高机组工况运行效率和增强系统暂态运行稳定性的优点。本文通过建立其仿真模型,重点对其负荷扰动特性及电网侧故障的暂态特性进行仿真分析,为该机组的实际应用提供理论支撑。首先,结合交流励磁抽水蓄能机组运行特点,根据可逆水泵水轮机运行模式;分别建立了水轮机模式和水泵模式下的数学模型;结合交流励磁电机的数学模型,建立交流励磁抽水蓄能机组的联合仿真模型。其次,结合可逆水泵水轮机和交流励磁控制策略,给出了交流励磁抽水蓄能机组发电工况采用功率励磁、电动工况采用转速+功率励磁的系统控制框图。最后,基于Matlab/Simulink仿真平台搭建系统仿真模型,并对交流励磁抽水蓄能机组发电、电动工况下负荷扰动特性以及电网侧故障的暂态运行性能进行仿真分析。     

Effect of a pumped storage plant on the generation reliability of the Taiwan power system

A novel approach to the reliability analysis of a power system with both hydro and pumped storage plants is presented in this paper. The proposed method is based on the concept of peak shaving for the hydro and pumped storage units. Different values of the stored energy of the pumped storage units are employed to demonstrate their effect on the generation reliability of a power system. The proposed scheme has been applied successfully to the reliability analysis of Taiwan power system.     

蓄能电厂静止变频启动装置启动失败问题研究

随着现代大电网的不断发展,大型抽水蓄能电厂以其快速、有效、经济、可靠的特点,在电网的调峰填谷中扮演着重要的角色.抽水蓄能机组一般采用静止变频器作为启动设备,具有启动速度快、启动容量大、工作可靠性高、维护工作量小等优点.本文试分析惠州蓄能水电厂A厂机组投产初期,频繁出现静止变频器启动失败的原因,并提出解决方案.     

计及元件故障率时变特性的综合能源系统运行可靠性高效评估方法

为提高运行可靠性评估效率,进而支撑系统运行风险防控,基于模型-数据混合驱动的思想提出了一种计及元件故障率时变特性的综合能源系统运行可靠性高效评估方法。构建了基于复杂网络理论的支路脆弱度因子指标,提出系统关键元件的筛选方法。建立系统可靠性指标关于关键元件可靠性参数的解析模型,通过引入辅助变量建立线性优化模型求取解析模型系数。通过最小二乘支持向量机(LSSVM)回归模型获得运行可靠性解析模型与负荷水平的映射关系,实现负荷变化时系统运行可靠性的快速更新。通过算例测试验证了所提方法的计算效率和精度。     

基于改进Shapley值法的风-光-水-储多主体互补发电系统合作增益分配策略

为了充分发挥系统中可调节资源的自身优势,利用变速抽水蓄能机组配合小水电机组进行常规调节,并考虑变速抽水蓄能机组的快速响应特性,提出了兼顾系统小时级以及秒级安全性的风-光-水-储多主体互补发电系统的联合优化调度模型。为了降低合作博弈高效性算法线性增长的计算复杂度,基于改进Shapely值法提出了一种大规模利益主体的合作增量效益(增益)分配策略。通过资源聚合,对高维度问题进行降维处理,利用Shapley值法进行初始分配;构建合作增益贡献指标,采用非对称纳什谈判理论对同类型的不同主体进行细化分配。以某流域风-光-水-储10主体互补发电系统为仿真算例,结果表明：抽水蓄能机组与小水电机组互补运行可以提升系统的灵活性和安全性;基于改进Shapley值法的合作增益分配策略具有计算高效性以及应用可行性。     

有效容量分布累积量法在抽水蓄能电站优化调度中的应用

随机生产模拟传统的等效电量函数法使用的是等效持续负荷曲线,丢失了时间信息,不利于应用在抽水蓄能电站的运行模拟。提出了有效容量分布累积量法用于抽水蓄能电站优化调度的方法,建立基于经济性与可靠性目标函数的调度模型后,利用负荷曲线分解技术对负荷曲线进行削峰填谷,再在时序负荷曲线上应用累积量法进行运算,求出各发电机组发电量和可靠性指标。特点是避免使用等效有效容量分布曲线的尾部信息,可计及负荷预测的不确定性和抽水蓄能机组的强迫停运率。算例结果证明该方法适用于抽水蓄能电站这类时间相关类、给定电量类电源的优化调度。     

风/柴/储能系统发电容量充裕度评估

提出一种用于含风能和能量储存设备的小型孤立电力系统(SIPS)发电容量充裕度评估仿真方法。该仿真方法根据每小时计算的随机事件模拟发电系统的运行历史记录,考虑现场风资源的时序性、系统中发电机组的故障和修复特性。使用几个样例系统说明了该方法的应用,该系统的充裕度取决于许多因素,它们是能量储存容量、系统负荷需求、风能注入水平、发电机组强迫停运率(FOR)和其地理位置。能量储存设备对该系统可靠性能有积极的影响;SIPS随着系统负荷的增加,充裕度减少;风力发电机组FOR的变化对系统充裕度的影响不大;增加风能注入水平可以改善可靠性;位于高平均风速处的系统明显比低平均风速处的系统可靠性高。     

基于序贯蒙特卡洛法的风／柴／储能发电系统充裕度评估

边远地区采用风／柴／储能发电向负荷供电,可保证供电可靠性、节省柴油燃料和保护当地的生态环境。采用已测量到的风速历史数据,建立风速时间序列模型,进行风速模拟预测,并计算风电机组的输出功率。应用序贯MonteCarlo模拟法,在考虑机组随机故障的情况下,建立发电机充裕度评估模型。针对样例系统,定量分析了系统各种配置参数变化对发电系统充裕度的影响。评估结果可为风／柴／储能发电系统可靠运行和储能设备配置提供依据。     

抽水蓄能电站及其系统运行优化的概率模拟算法

在随机生产模拟中运用负荷曲线分解技术和动态规划方法,提出了抽水蓄能电站及其系统运行优化的概率模拟算法。该算法以系统发电运行成本与缺电损失之和最小为目标,满足了电站水库蓄水及库容限制条件和日或周的抽水-发电循环电力电量平衡条件,计及了抽水蓄能电站在抽水和发电方式下随机停运的影响。算例证明了该算法的可行性,并且可在电源规划、发电计划和系统运行优化中更准确地模拟、分析和优化抽水蓄能电站及其所在系统运行状况。     

面向新型电力系统的输电网与分布式变速抽水蓄能联合规划

针对高比例新能源场景下分布式变速抽水蓄能的容量配置及其在电网中的位置接入问题,提出了输电网和分布式变速抽水蓄能的联合规划方案。首先,考虑了各类抽水蓄能的运行和库容约束、火电机组的出力和爬坡约束以及输电网的传输能力,以分布式新能源的经济消纳为优化目标,建立了分布式变速抽水蓄能和输电网间的联合规划模型。然后,通过凸松弛方法将该模型转化为混合整数线性规划模型,以两阶段优化方法求解得到了分布式变速抽水蓄能与输电网的联合规划方案。最后,采用两个标准测试系统对比验证了所提含分布式变速抽水蓄能的联合规划相较于定速抽水蓄能的规划方案,能更好地与其他灵活性资源相协调以消纳风光可再生能源,总体上可降低约20%的成本。