风电场与多分布式变速抽水蓄能协同调频控制

针对单个变速抽蓄调频容量不足和风电场调频后转子转速恢复容易引发频率二次跌落的问题,提出一种风电场与多分布式变速抽水蓄能协同调频控制策略。首先,当电网发生频率事件时,该策略根据风电场风速和区域内多分布式变速抽水蓄能可调节容量对电网频率提供支撑。然后,针对风电调频后转子转速恢复过程容易引发系统频率二次跌落的问题,在风电转子转速恢复时通过多分布式变速抽蓄提供功率支撑来缓解系统频率二次跌落。最后,以含风电场与分布式变速抽蓄的四机两区域系统为例,通过Matlab/Simulink仿真验证了所提控制策略相比风电场和多分布式变速抽水蓄能独立调频对于系统具有更好的调频效果。     

百兆瓦全功率变速抽蓄矩阵变流器IGBT方案对比

从M3C变换器基本电气关系入手,给出了功率单元级联数、IGBT电压电流应力计算公式。结合抽蓄电站典型参数,分别采用4500 V压接式器件和1700 V焊接式器件设计了2种方案,给出了2种功率单元/阀厅的占地尺寸。按照谐波相等原则确定开关频率,计算了2种方案的效率。给出了含换流器功率单元、绝缘件、铜排、桥臂电抗、水冷、控保在内的2种换流器造价对比。最后结合文献资料分析2种器件模组失效模式和旁路措施,为工程应用提供了建议。     

变速抽水蓄能机组启动与制动策略研究

针对变速抽水蓄能机组的启动与制动问题,研究了将电机定子短接,利用交流励磁系统启动与制动机组的策略。建立了定子绕组短接,电机按照定子磁场定向的数学模型,推导了定子磁通观测器,分析了电机启动和制动过程中转矩电流的电压极限、电流极限和转矩极限,提出了机组的启动和制动策略。搭建了RTDS试验平台,对1台300 MW变速抽蓄机组的启动和制动策略进行了试验研究,结果表明该方案具有良好的启动和制动性能。     

面向新型电力系统的风电调频技术分析

在我国未来的新型电力系统中,风电将承担调频任务,保障电力系统安全稳定地运行。为了系统概述风电调频的研究现状,总结了风电机组调频技术、风电场调频技术及相关的建模及策略研究。风电机组的调频方式主要包括转子动能控制、功率备用控制和联合控制。风电场参与调频需要机组间的相互配合以最大化调频效果,也可以通过外加辅助设备协助调频。风电调频策略依托于模型的建立,然而目前风电场的模型均采用等值化方法,与实际电力系统存在一定差距。未来的发展中,应进一步优化模型,完善调频策略,早日实现工业应用。     

面向新能源消纳的新型电力系统优化运行策略

通过传统发电机输出功率定义有功功率流动系数,对风电场-抽水蓄能站进行统一调度,由该系数与风电场输出功率比值来决定风电的功率消纳策略。以传统发电机输出功率波动最小作为目标函数,建立跟随电网负荷变化的抽水蓄能站发电优化调度模型,采用改进的非洲野狗算法对系统进行优化,并在算法中加入动态迭代步长,旨在算法前期加快迭代速度、在算法后期增强计算精度。仿真结果证实了所提优化运行策略在系统运行中的有效性与可行性。     

交流变速抽蓄机组单通道电力系统稳定器设计研究

为了弥补交流变速抽蓄机组涉网环节的不足,依据我国对大型发电机组并网的技术要求,提出了一种适用于交流变速抽蓄机组的单通道电力系统稳定器(power system stabilizer, PSS)设计方法,同时还给出了变速机组与定速机组的协同响应策略。在励磁系统特性方面,对比分析了变速机组与定速机组的差异,改进了PSS的传递函数结构,提出了相关参数的估算方法,能够适应交流变速抽蓄机组的并网要求。在厂内协调方面,针对变速机组与定速机组的协同控制需求,研究了基于变模态分解技术的协同响应方案,并对比了抽蓄电厂的整体反应效果,能够用于指导首台变速机组投产的工程实际。为了进行仿真分析,搭建了IEEE 9节点系统,并利用真实风电场数据,构建了电网功率扰动场景,验证了所提方法的有效性。     

交流励磁可变速抽蓄机组控制策略研究

本文以交流励磁可变速机组安全稳定运行、对电网的有功调节快速响应、自动频率控制为目标,在给出机组整体控制模型的基础上,针对发电、抽水工况分别提出了几种机组控制策略,对其优缺点进行了分析研究,采用交流励磁控制装置+RTDS的实时数字仿真,对各种机组控制策略进行了对比研究。提出了既满足电网要求又考虑机组安全稳定运行的机组整体控制策略:发电工况采用交流励磁功率控制+转速限制控制、调速器最优转速控制的机组控制策略;抽水工况交流励磁采用转速优先的转速控制+功率控制、调速器最优导叶控制的机组控制策略。同时本文对交流励磁变速电机采用电压或无功控制方式进行了研究。     

可变速抽水蓄能机组控制系统的仿真研究

抽水蓄能电站采用交流励磁可变速电机具有提高机组工况运行的效率和转换时间等优点,解决了过去通过改变电机的极对数所带来的技术问题.在Matlab/Simulink仿真软件平台上搭建水泵水轮机、交流励磁电机的仿真模型,并采用定子磁场定向矢量控制策略对电机模型进行仿真验证.仿真结果表明应用矢量控制策略可以使抽水蓄能双馈电机的有功功率和无功功率解耦并快速响应.     

变转速抽蓄交流励磁控制研究

不同于传统的静态励磁系统,交流励磁系统的励磁电流是三相正弦,因此可以通过调节励磁电流的相位和频率来适应机组负载和转速的变化。这种拥有良好调节特性的励磁系统应用于变转速抽蓄机组,用于平抑电网波动,取得了良好的经济效益。本文分析了交流励磁的原理,并进行了仿真研究。     

深度强化学习驱动的双馈抽蓄抽水工况下调频控制

为改善新型电力系统的频率特性,利用抽水工况下双馈抽水蓄能机组功率可调的特点,提出基于多智能体深度确定性策略梯度算法的系统频率控制方法。首先,基于抽水工况下双馈抽水蓄能的频率控制策略,构建多能互补系统的频率控制模型;其次,以提高各区域控制性能标准指标为目标,利用改进的多智能体深度确定性策略梯度算法优化各机组的自动发电控制指令。算例分析表明,抽水工况下双馈抽水蓄能参与调频可显著改善系统的频率特性,且所提频率控制方法的鲁棒性和可靠性优于传统控制。     

电站励磁交流开关辅助触点机构故障分析

某抽水蓄能电站励磁交流开关在一次发电启机运行过程中,出现了合闸失败触发励磁二级故障并导致启机失败的缺陷。分析了励磁交流开关辅助触点机构异常导致开关合闸失败的原因,并对交流开关辅助触点机构改造进行了研究,提出了新的辅助触点机构配置方案,经过实际应用验证:新的辅助触点机构配置方案在可靠性、耐用性、经济性以及维护便利性等方面取得了显著效果。     

转子碰摩波内调制特征提取及其故障诊断应用

为深入分析不同转静碰摩故障引起振动响应信号波内调制特征的变化规律,以Jeffcott转子模型为基础,采用基于变分模态分解的Hilbert变换方法对不同碰摩故障仿真信号进行波内调制特征的提取与分析,揭示了碰摩转子的动力学特性与其故障信号波内调制特性间的关联机理.仿真结果表明,周期琅碰摩故障将导致振动响应信号中低频段波内调...     

交流励磁可变速蓄能机组技术及应用

抽水蓄能机组采用可变转速电机可获得最佳性能指标。介绍了交流励磁可变速蓄能机组的基本原理、技术优势、运行应用情况及发展趋势,重点分析日本可变速机组运行情况、技术和经济合理性。指出可变速机组是一种高效的先进调峰调频电源,可为电网安全稳定运行提供更有力的保障,是电力系统管理的必要工具。     

可变速抽水蓄能机组交流励磁系统自抗扰控制

研究了基于自抗扰技术的可变速抽水蓄能机组交流励磁控制系统。文中考虑逆变器对输出电压的影响,建立了变速机组的数学模型,以此为基础设计了二阶自抗扰控制器,并提出了基于自抗扰技术的交流励磁控制系统。文中通过仿真对所提励磁系统的可行性以及控制性能进行了定量的分析,结果表明,该励磁系统能够很好地控制可变速机组的发电以及抽水两种工况,且较传统比例—积分(PI)控制器具有更好的动态性能以及鲁棒性。     

智能电站对发电机励磁技术的要求

结合电力发展的特点,分析了智能电站的需求,探讨了智能电站建设新形势下励磁技术发展的重点,指出了励磁调节与控制的冗余容错及故障自诊断设计、大区域联网后电力系统低频振荡的抑制、辅助环节控制策略、辅助环节与主环间的协调控制等方面是智能化励磁需要开展的工作,是智能电站建设的主要组成部分。     

抽水蓄能电站发电调相运行至发电运行控制策略

抽水蓄能电站一般都具有同步调相运行的能力,但抽水蓄能机组的全特性曲线上却有一个不稳定区,容易引起工况转换失败,且在快速转换时,机组将产生有害的起始逆功率,进而产生有害的电网电压和频率下降。文中根据抽水蓄能机组的水力特性,对机组控制流程进行研究和优化,以尽可能避开运行不稳定区域,提高机组运行的稳定性,并减少逆功率。     

抽水蓄能电站静止变频装置系统的间谐波分析

抽水蓄能电站静止变频装置(SFC)系统中的间谐波问题日益受到重视,将SFC系统模拟为常见的电流型变频器,使用谐波调制理论,并结合开关函数的傅立叶分析,分析SFC在电网侧产生间谐波的机理,建立其简化模型。作为验证,依托某变频调速系统,结合计算机仿真模拟,其对比结果表明了该模型的可靠性,从而可推广到抽水蓄能电站中应用。     

广州蓄能水电厂一期机组P4口信息系统改造

在分析广州蓄能水电厂一期机组事件记录（Event Log）信息系统和原P4口信息系统不足的基础上,提出对P4口信息系统进行开发改造。简要介绍了P4口信息系统的工作原理,详细介绍了新系统的结构与功能,以及相关技术在该系统中的应用。     

超级电容器-飞轮-蓄电池混合储能系统容量配置方法研究

采用混合储能系统能够降低储能配置的年均综合成本,提高光伏发电系统的经济效益。针对超级电容器-飞轮-蓄电池混合储能系统,采用经验模态分解方法把光伏发电功率与负荷功率之间的不平衡功率分为高频、中频和低频三部分,分别作为超级电容器、飞轮和蓄电池的参考功率;构建以年均综合成本最小为目标函数,同时考虑混合储能系统的充电与放电功率和剩余电量等约束条件的容量优化配置模型,采用遗传算法进行优化,并通过实例分析验证了该配置方法的有效性。