风电场参与西北送端大电网频率调节的快速频率响应能力实测与分析

近年来,西北电网新能源快速发展,直流外送规模不断扩大,因新能源机组无一次调频能力,电网频率控制的结构性困境日趋显现,迫切需要新能源机组参与大电网快速频率控制。本文介绍了西北电网试验风电场参与电网快速频率响应典型方案,结合现场试验及2016年西北电网频率特性试验,首次在国内系统性完成了风电场快速频率响应能力实测分析。结果表明,风电场可参与电网快速频率响应,其响应特性与常规电源一次调频相当,具有较好的应用前景。     

基于FNET实测数据分析川渝电网频率动态特性

电力系统频率动态监测网(FNET)在川渝电网实现了对频率的同步测量。基于FNET实测频率数据,评价了近几年川渝电网频率质量;呈现了川渝电网频率的时空分布特性;采用统计学方法研究了扰动后川渝电网的频率恢复能力;利用TLS-ESPRIT辨识方法提取川渝电网低频振荡信息,观测到0.25 Hz模式下成都和攀枝花之间的弱阻尼低频振荡现象。相关结论有助于认识川渝电网频率质量和动态特性,完善川渝电网稳定控制方案。     

风电场采用健康系数与变下垂输出系统参与电网调频研究

针对风电场参与电网调频导致备用功率冗余的问题,建立了风电场基于健康系数的备用功率分配系统与变下垂系数的备用功率输出的系统。为了分配风机备用功率与控制风机备用功率输出,采用了ARMA风功率预测法对风电场5台风机的历史功率数据进行处理,得到风机的能量密度和功率预测准度,再通过模糊逻辑系统求得风机健康系数,并按照健康系数进行备用功率分配。当频率响应系统检测到频率误差后,控制风机变下垂功率输出系统进行功率补偿,稳定电网频率。仿真结果表明,基于健康系数的功率分配系统与变下垂功率输出系统增加了风电参与电网调频的能力,减少了系统备用功率的冗余。     

光伏逆变器参与西北送端大电网快速频率响应能力实测分析

近年来,西北电网新能源快速发展,挤占具有转动惯量的常规电源机组空间,电网一次调频资源储备下降,抗扰动能力降低,迫切需要研究新能源机组参与大电网调频的实现方法。通过选取西北电网内4台光伏逆变器,仿照常规水、火电机组的有功-频率静态特性,修改光伏逆变器控制策略,完成光伏逆变器有功-频率下垂控制,实现光伏逆变器参与电网快速频率响应的功能。结合2016年上半年西北电网频率特性试验,首次在国内系统性完成了光伏逆变器快速频率响应能力实测分析。结果表明,光伏逆变器可参与电网快速频率响应,其响应特性与水电机组一次调频性能相当,优于火电机组,且折算到相同容量下,快速频率响应贡献能力优于常规火电机组一次调频贡献能力。     

温控负荷参与快速频率调整的双层控制方法

为了解决高比例可再生能源电力系统中快速自动发电控制(automatic generation control,AGC)资源的稀缺化问题,提出一种温控负荷参与快速频率调整的双层控制方法。首先,在下层控制中,由社区集中器和聚合商对温控负荷逐级聚合,并采用基于市场机制的分布式控制方法,从而降低大规模温控负荷的控制成本;然后,在上层控制中,为了提高温控负荷集群的响应速度,提出由虚拟AGC机组对各聚合商进行分组协调控制的方案,推导虚拟AGC机组调节容量的估算方法。最后,基于美国PJM调频市场政策,通过仿真对不同温度条件下虚拟AGC机组的调节容量、用户舒适度、响应效果、可获收益等指标进行分析,并与现有的基于单一聚合商的方案进行比较。仿真结果表明,该方法能够有效提高虚拟AGC机组的响应性能和可获收益。     

辽宁电网责任频率调整策略分析

在统计2001年辽宁电网责任频率越限情况的基础上,深入分析总结了越限原因,结合理论分析和调度运行实际情况,提出频率调整策略,为调度运行提供指导和建议.2002年实施后,取得了明显的效果,降低了辽宁电网在东北电网频率越限责任中的比率,提高了责任频率合格率,进而提高了电能质量,取得很大经济和社会效益.     

辽宁电网责任频率调整策略分析

在统计2001年辽宁电网责任频率越限情况的基础上,深入分析总结了越限原因,结合理论分析和调度运行实际情况,提出频率调整策略,为调度运行提供指导和建议。2002年实施后,取得了明显的效果,降低了辽宁电网在东北电网频率越限责任中的比率,提高了责任频率合格率,进而提高了电能质量,取得很大经济和社会效益。     

基于自适应暂态下垂控制的光伏频率快速响应方案

为了提高光伏发电系统快速频率响应效果,解决传统下垂控制中的功率分配误差和功率震荡问题,本文提出一种自适应暂态下垂控制方案。该方案根据输出功率自动调节有功功率下垂系数,并引入暂态因子,降低功率产生的波动。在自适应暂态下垂控制中,暂态分量的引入减小了动态响应时间,降低了输出功率的震荡幅值,改善了下垂控制的动态性能。通过MATLAB/Simulink仿真表明:本文方案可以有效减少输出功率的调节量,避免光伏逆变器的大范围调节,实现功率的最优分配。     

基于实测数据的风电场风速功率特性仿射建模方法

提出基于实测数据的风电场风速-功率曲线仿射建模方法。以预报误差、地形差异以及尾流效应影响因素作为噪声元,建立输入风速的仿射模型;将风电场功率实测数据划分为多个所属风速区间,求取各个风速区间的中心值,拟合仿射中心值曲线,进而辨识风速-功率仿射模型中的噪声元系数。实测数据验证了所提方法的有效性。     

基于实测轨迹的频率动态时空分布特性研究

为研究系统的动态频率特性,通过设定频率阈值,在东北地区地理位置图上标记发生故障后不同时刻的频率受扰范围,展示了实测频率时空分布特点;基于实测轨迹研究不同观测点频率轨迹初始频降时刻的延迟时间,分析了地理位置变化对频降最低点、频率变化率、频降斜率的影响程度,揭示了频率动态时空分布特性产生的原因。此外分析了频率动态时空分布特性对系统低频减载方案有效性的影响。研究结果表明,随着时间的推移,受扰动影响的范围逐渐扩大,频率动态轨迹的整体传播趋势和时空分布特点突出,不同地理位置观测点频率动态过程轨迹特征量的差别主要体现在初始频降时刻以及波动前的频降斜率。     

青海电网风电场出力特性研究

根据青海省发改委新能源发展规划相关文件,青海省2014年风电装机将达到200MW,2015年风电装机目标为1500MW。针对目前青海地区风电装机容量的快速增加,风电场分布比较分散,不同地区风电场在同一时刻出力不同等相关问题,通过搭建适合青海地区风速模型,对风电场出力特性进行了研究。同时,根据青海风电出力特性对其电网的稳定性、调峰和调频的影响等做了深入分析,为青海地区进一步做好电源及电网发展规划等工作提供了有效的参考依据。     

风电场并网对地区电网电压特性的影响分析

结合目前我国风电场的普遍运行情况,针对山西省电网的特点,在风力发电机组无功功率与电压特性的基础上,从实例出发,通过各种运行方式和工况下的模拟潮流计算,分析各种不同因素对包含风力发电电力系统的电压性能产生的影响,研究这些不同因素的影响,给出了可以通过系统运行方式的调整、限制风电机组功率因素变化范围、增加无功补偿装置等办法来提高地区电网接入点风电装机容量.     

下垂控制微电网的频率调节特性的研究

指出微电网采用下垂控制可以减小对通信系统的依赖,提高微电网的可靠性,易于实现分布式电源和负荷的即插即用。基于逆变器采用下垂控制方式的基本原理,讨论了逆变器的端电压、相角与其输出的有功功率、无功功率的相关性;理论研究了逆变器采用下垂控制的频率调节作用和下垂控制微电网的频率调节特性;最后在Matlab/Simulink仿真平台搭建一微电网的仿真模型,分析了负荷并网和分布式电源并网时微电网的动态特性,以及下垂控制逆变器的频率调节作用。研究表明,下垂控制的微电网能够自动调节系统的电压和频率,动态调节逆变器的空载运行参数可以实现微电网频率的无差调节。     

含变速恒频风电场的电网频率协调控制策略

为了深入挖掘变速风电机组的调频潜力,提出变速恒频风电机组以改进的超速与变桨协调控制为基础,并配合常规机组进行调频控制的协调控制策略。通过超速与变桨协调控制,变速恒频风电机组减载运行使风电场留有一定的备用功率,可以保证电网在负荷波动时的功率平衡和频率稳定。仿真分析表明,协调控制策略可以有效地发挥风电机组的有功发出能力,并提升电网的频率稳定性。     

新能源电动汽车参与电网频率控制研究

随着电动汽车的商业化,电动汽车与电网相连V2G（vehicle to grid）之间的影响也受到关注。电动汽车配备的大容量储能装置可以很好的作为电网的分布式储能设备。提出通过电动汽车互联到电网,来解决新能源并入电网引起的频率波动问题。将处于闲置状态的电动汽车聚合在一起,对大规模电动汽车采取预设智能充放电控制,通过充电桩对电网进行双向功率传输,以此来对电网频率偏移进行抑制。通过仿真分析,当电动汽车达到一定规模时,充分利用电动汽车的储能特性可以有效缓解区域电网的频率偏移。     

基于电网频率波动特性的一次调频考核算法分析

介绍目前河北省南部电网一次调频的主要考核指标,针对电网频率波动特性,分析基于同步相量测量装置(PMU)采集动态数据并在广域测量系统(WAMS)中实施一次调频性能考核的算法,为一次调频考核的顺利实施提供依据.     

光伏电站参与电网频率调节技术的研究

由于光伏出力具有不确定性,光伏的大量接入给电网的稳定性造成不利影响。为此,针对光伏并网点频率波动问题,提出2种不同的控制策略:第一种是光伏发电单元参与调频,当并网点检测到频率波动时,将频率偏差作为控制量,通过下垂控制得到功率偏差,依据此偏差量调节MPPT(最大功率点跟踪)输出的直流电压量,反馈到逆变器双环控制,从而调节光伏阵列的输出功率;第二种是场站级控制系统参与调频,即通过测量系统频率偏差得到功率控制指令,再由场站级功率控制系统将其下发至相关逆变器完成频率控制。最后,通过系统仿真对比了2种控制策略的优缺点及适用性。     

储能电池参与电网快速调频的场景分析

为缓解间歇式电源并网瓶颈并改善电网频率指标,有必要引入新的辅助调频手段,而储能的快速响应特性使其在参与电网调频方面具有优势。总结了储能技术的调频现状,以含常规储能技术——抽水蓄能电站的湖南电网、南方电网为例,分析了引入储能电池的典型调频场景,并提出对应场景下储能电池的容量需求。结果表明,相关应用场景下配置较小容量的储能电池即可有效改善电网的频率特性。