风光储电站对临近火电厂黑启动的协调控制策略

为提高风光储新能源大量并网后电网黑启动能力,将风光储新能源电站作为黑启动电源启动临近火电厂的协调控制策略进行研究.火电机组黑启动过程中,风光出力小于火电机组辅机功率时,风光机组采用最大功率跟踪,储能负责平衡系统功率;风光出力超过火电机组辅机功率时,光伏通过建立不同光强环境下减载量与电压偏离值之间的关系进行减载,风电机组按辅机功率与光伏出力差额超速控制减载进行负荷跟踪,该控制策略可降低黑启动过程中储能充放电功率和转换次数.最后在DIgSILENT/PowerFactory仿真软件中搭建了风光储新能源电站对临近火电厂黑启动的仿真模型,验证了所提控制策略的有效性.     

一种适用于黑启动的光储联合发电系统协调控制策略

为研究光储联合发电系统的黑启动能力,采用孤岛运行条件下光储系统启动厂用异步电动机的方法模拟电网黑启动过程,建立了光储联合发电系统模型及其控制系统。选择储能作为主电源,采用恒压恒频控制平抑光伏系统出力波动,为系统提供电压与频率支撑。考虑到因储能剩余充电容量不足将引起黑启动失败的情况,基于常规MPPT(maximum power point tracking)算法,提出一种负荷跟踪与MPPT相结合的方法,使光伏系统出力充足时有效跟踪负荷变化,无多余功率向储能充电;出力不足时实现最大功率跟踪,联合储能共同为负荷供电,从而减小所需储能容量。仿真结果验证了所提协调控制策略的可行性和有效性,同时验证了光储联合发电系统能够为大电网的恢复提供黑启动电源,具备快速黑启动能力。     

风光储联合发电系统复合控制策略研究

由于新能源发电自身的不确定性和波动性,电网调峰过程无法同时兼顾新能源并网点本地变化负荷与主电网的功率需求,造成大规模弃风弃光问题。为此,文中根据风电与光伏系统运行特点,借助储能单元充放电控制功能,提出一种联合发电系统复合控制策略,并在RTLAB环境下,依据东北某地区气象数据,搭建含改进控制策略的风光储联合出力追踪本地负荷仿真模型。仿真结果表明,文中提出的控制策略能够快速响应本地负荷变化需求,有效实现了最大化利用风光资源以及平抑出力波动。     

风光储支撑黑启动的可行性评估方法

随着风电和光伏装机容量的快速增长,配置储能系统的风电场和光伏电站具备了作为黑启动电源的条件,将风光储发电系统作为黑启动电源,可以提高区域电网的黑启动能力。文章设计了适用于风光储发电系统作为黑启动电源的可行性评估方法。首先,从黑启动负荷需求的角度对风光储发电系统的输出功率进行了分析,得出了风光储发电系统作为黑启动电源的支持概率及存在问题;然后,基于功率预测方法和功率评价指标,设计了风光储发电系统作为黑启动电源的可行性评估方法,通过功率预测得出风光储发电系统的输出功率参考值,通过功率评价指标对风光储发电系统输出功率进行评估;最后,基于MATLAB仿真软件,分别设计了不同场景,验证了所提可行性评估方法的有效性,结果显示,当执行倾度大于等于1时风光储发电系统输出功率满足黑启动负荷的功率要求。     

储能系统对间歇式新能源电站并网特性的影响分析

针对风电和光伏为代表的新能源电站有功出力波动给电网安全稳定带来的不利影响,给出了利用储能系统平滑间歇式电源有功出力的解决方案,并基于DIgSILENT PowerFactory,建立风光储混合新能源电站模型,对其并网运行特性进行研究。结果表明,储能系统可有效平抑风光联合出力的波动,提升有功功率的可控性,改善电能品质,且对于新能源电站低电压穿越能力的提升具有积极意义。     

风光储联合发电系统储能控制策略

为提高风光储系统的可调度性,建立了风光储发电系统储能电站控制模型。结合风/光电站的运行实际,将风力、光伏发电的功率预测结果表示为模糊变量,给定实际功率数据曲线,以其短期预测曲线作为计划出力曲线,以实际出力曲线和计划出力曲线的均方根误差最小、预测合格率最大、充放电功率平缓及储能电量维持合理范围为目标,以风/光电站及储能电站发电限值为约束条件,通过相关机会目标规划方法对多目标任务进行追踪,利用模糊模拟及动态粒子群算法进行求解,依据超短期预测曲线进行滚动计算,得出控制时段内实际出力曲线。算例仿真结果表明,该储能控制策略符合风光储电站的运行实际,可使风光储发电系统很好地跟踪计划出力曲线。     

风储发电系统黑启动模型及仿真研究

风储联合发电系统不仅在运行时能够平滑风场出力和改善电能质量,同时也能作为电网黑启动时的备用启动电源,该研究方向是实现电网黑启动的新的途径。风储系统在黑启动过程中不同于其他可控启动电源,存在着小系统稳定和出力波动的特点。依据风速、负荷大小及储能当前电量等数据给出风储系统实现黑启动的判据,通过风储系统的控制策略进行孤岛稳定和含负荷系统的稳定性分析,结合具体仿真算例,对所提出的理论进行了校验。     

风光储微电网-火电机组黑启动全过程储能控制策略研究

在风光新能源微电网中，配置储能可以作为稳定电源点实现风光储微电网-火电机组黑启动。为实现黑启动过程中稳定供电，研究了黑启动全过程储能控制策略，提出了一种变斜率储能换流装置电压控制方案，并在传统无功-电压下垂控制中引入变斜率传递函数模块；再提出一种黑启动并列运行时含有非线性补偿模块的下垂控制方案，并通过小信号模型进行稳定性分析。仿真结果表明：电压控制方案可以抑制黑启动建压过程中的冲击电流，保持储能空充线路时电压稳定；新型下垂控制方案可以抑制风光储微电网-火电机组并列运行时，频率、电压暂态波动。控制策略可以满足风光火储黑启动全过程要求。     

风光储联合系统输出功率滚动优化与实时控制

为改善风光储联合系统输出特性和降低储能电站功率补偿压力,提出了一种在线滚动优化和有功实时控制相结合的协调优化控制方法。在线滚动优化建立了联合系统总的平均有功功率偏差最小、储能电站充放电次数最少和优化末段储能电站剩余电量最大的优化模型,通过非支配排序遗传(NSGA-Ⅱ)算法求解,给出风/光/储分钟级的计划出力曲线。有功实时控制实现风/光计划出力微调和储能电站实时控制,风/光计划出力微调模块根据实时风速和光照等信息,平衡计划超额;储能电站动态给出功率上限,提高了应对风/光爬坡的能力。仿真算例表明,所提控制方法使储能电站在较低的充放电次数下,与风/光配合协调控制,降低风光储联合系统平均有功偏差,改善联合系统跟踪计划出力的能力。     

含分布式储能的区域电网多时间尺度优化调度策略

随着新能源并网发电的规模不断扩大,区域电网的瞬时性或非计划性功率波动大大增加,调峰压力不断上升。为加强电网新能源消纳能力,实现电网安全、经济运行,提出一种含分布式储能的区域电网多时间尺度优化调度策略。首先详细分析了风力、光伏和火电机组的发电特性以及储能系统的充放电特性,建立了含分布式储能的风光储区域电网模型;接着,从日前优化调度阶段运行成本最小及日内优化调度阶段修正费用最小两个角度建立了区域电网的双目标优化模型,深度优化风光储出力,以实现系统运行的综合效益最大;最后,用改进的粒子群算法对所建模型进行仿真,仿真结果验证了本文策略的可行性及优越性。     

基于V~2控制方法双Boost-Buck单一逆变器的风光储分布并网/孤岛离网控制模式

目前边缘农牧区采用风光互补发电,由于通过各自逆变器运行,存在成本高、能耗高等问题。提出采用双Boost-Buck单一逆变器结构实现风光储联合发电共用直流母线方案,达到降低投资成本和运行能耗的效果。首先设计了基于V2控制双Boost-Buck变换器风光储联合发电的拓扑结构和电路,实现了输入电压在较宽范围内波动时输出电压仍然能够恒值控制的目标,同时采用电压斜坡补偿方法抑制了Boost-Buck电路自激振荡问题。接着基于蓄电池,制定了储能平抑风光波动、九宫分区跟随负荷、模糊充放电等控制策略,达到了风光储发电与逆变器无缝对接。其次基于风光储联合发电系统,进行了减小弃风光电量效益评估。最后基于风光储分布并网和孤岛离网控制模式,研发了软硬件装置,进行了仿真验证和试验测试。结果表明:逆变器输出电流具有良好的静、动态性能,同时实现了较好的经济性、有效性、稳定性和可靠性。     

风光储智能应急电源系统研究

应急电源系统（emergency power system,EPS）作为一种各类一级和特别重要负荷的交流应急电源得到广泛应用,风光互补发电系统是新能源利用的最佳匹配,其中,整合了储能系统的风光储联合发电系统具有极佳的应用前景。研制了一套风光储智能应急电源系统,利用静态开关（static transfer switch,STS）作为投切装置,进行以风光互补发电为平台的应急电源系统的研究,实现了储能系统的充放电控制及系统输出的智能判断和快速切换。     

一种风场主动支撑电网的智能自适应控制方法

风电的不确定性和高渗透率,导致电网调度控制难和电网惯量下降等问题,为此提出了基于混合储能的功率分配系数自适应控制策略和基于T-S模糊神经网络的调频功率自适应控制策略。首先,对风场混合储能系统健康状态进行评估;其次,功率分配系数自适应控制器根据各组混合储能系统健康状态系数对风场所有风机输出总功率和调度功率之间的差值进行分配,实现电网调度功率跟踪;最后,调频功率自适应控制器根据电网频率偏差和各组混合储能系统健康状态控制各组混合储能系统为电网提供频率支撑。仿真分析表明,所提出的功率分配系数自适应控制策略能有效分配功率差,减小电网调度控制难度;调频功率自适应控制策略能有效增加电网惯量,为电网提供频率支撑。     

离网运行的风能海水淡化系统负荷控制策略

在由风力发电机和储能装置作为海水淡化装置供电电源的离网型配电系统中,为最大化利用风能并减少配电系统对储能装置容量的依赖,海水淡化装置负荷采用功率阶梯调节和功率平滑调节相结合的方式,储能装置采用V/f控制。功率阶梯调节通过海水淡化装置的模块化投切实现;功率平滑调节通过变频器实现电动机的变频调速,并且利用变频器的软启动功能和无功输出能力有效维持配电系统的电压稳定。基于上述控制策略,通过PSCAD仿真软件建立动态负荷模型进行仿真计算并结合负荷实验数据进行分析。仿真和实验结果均表明,该控制策略可以实现海水淡化负荷对风力发电输出功率的有效跟踪,能够很好地适应风电波动性,并充分利用了风力发电机的输出功率,减少了对储能装置容量的依赖,提高了全系统运行的稳定性和经济性。     

考虑多储能系统功率分配的独立直流微电网协调控制策略

针对多源储结构的独立直流微电网,提出考虑多储能系统功率分配的独立直流微电网协调控制策略,以实现源储能源利用率最大化与多储能系统间功率合理分配两方面的平衡控制,提升微网持续供电能力.根据直流母线电压信号将微网系统运行划分为5种工作模式,以协调源储运行,保证光伏能源利用率最大化及储能系统出力充足.同时,直流微电网工作模式切...     

基于系统频率响应特征的电网广义旋转备用优化配置

现有的旋转备用配置方法多将旋转备用的来源限定于常规发电机组,较少虑及储能装置与柔性负荷等新兴电力设施对旋转备用优化配置的积极影响。为此,文中提出了电网广义旋转备用的概念;借助序列化建模思路与可描述随机变量取值相依结构的Copula函数,建立电网等效负荷(电网原始负荷与对应时刻点新能源发电出力的差值)波动量与预测偏差模型;综合考虑系统频率响应特征,以电网广义旋转备用购置成本、停电损失成本与弃新能源发电成本最低为目标,提出一种基于系统频率响应的新能源高渗透电网广义旋转备用优化配置方法。以新疆某新能源高渗透区域电网实际运行数据为依据,仿真验证了所提方法的可行性。     

考虑电池储能单元分组优化的微电网运行控制策略

针对大规模电池储能系统参与微电网调节面临储能单元充放电路径优化选择问题,基于对储能单元能量转换效率与运行功率关系的研究,提出了以双电池储能系统（DBESS）控制策略为基础,充、放电单元组可临时转换的控制方式,以克服DBESS结构功率调节能力不足的问题。制定了储能单元间功率分配机制以降低储能单元启用数量,减少了储能单元因功率分配不当而造成不必要的寿命衰减和能量损耗。基于含8个储能单元的风光储共交流母线型微电网系统,结合给定功率波动平抑需求,对所提控制策略、DBESS控制策略和传统控制策略进行仿真分析,从储能系统控制效果、循环寿命和能量转换效率的角度验证了所提策略的合理性和有效性。     

飞轮储能风力发电系统的功率快速平滑控制策略研究

飞轮储能风力发电系统可充分利用风能资源,抑制风电系统功率波动。但是飞轮储能系统的并网逆变器输出功率的高频扰动将降低电网吸纳风能的能力。且增加飞轮储能系统后,风力发电系统的软硬件成本较高。文中通过分析并网逆变器输出功率的高频扰动风量,计算飞轮储能系统功率参考值,实现快速功率平滑控制,减少并网功率波动,增加电网吸纳能力。通过采用定频滞环控制策略,克服了开关频率不固定、输出电流谐波含量高的缺点,其响应速度快,软硬件资源要求低,可减少PI控制器,减少锁相环等环节,降低软件开发成本。为验证采用定频滞环控制的快速功率平滑控制策略的性能,设计了仿真模型,并进行实验验证。仿真和实验结果表明：该控制策略可快速降低网侧有功功率波动,减小网侧电流谐波且软硬件成本低。     

基于风-光-蓄-火联合发电系统的多目标优化调度

针对风电、光伏出力的随机性、间歇性和波动性而导致其在大规模接入电网时对电网发电计划制定和调度产生的影响,提出了含风-光-蓄-火联合发电系统的多目标优化调度模型。利用抽水蓄能的抽蓄特性,将风电和光伏出力进行时空平移,使风-光-蓄联合出力转变为稳定可调度电源,具备削峰填谷的功能,与火电机组共同参与系统优化调度。以风-光-蓄联合出力最大、广义负荷波动最小和火电机组运行成本最小作为目标函数,建立多目标优化调度模型,通过多目标处理策略,使目标函数简化为2个,以降低问题维数;在求解阶段,利用分层求解思想,将模型划分为两层,分别采用混合整数规划方法和机组组合优化方法进行求解。10机测试系统仿真结果表明:所建模型可以提高风能和太阳能的利用率,缓解火电机组的调峰压力,大幅降低风电反调峰特性对电网的影响,从而保证电力系统安全、稳定、经济运行。