水轮机调速器与电网负荷频率控制(二)电网负荷频率控制仿真研究

在现代电力系统中，水轮机调速器已成为水轮机控制系统的控制核心。文中叙述了水轮机调速器与电网负荷频率控制之间的关系，分析了调速器在电网一次调频、二次调频中的作用、静态特性和动态特性；通过建模、仿真及现场试验，提出了机组并联于大电网工况下的调速器PID参数整定范围和应有的机组功率控制模式。     

水轮机调速器与电网负荷频率控制

在现代电力系统中，水轮机调速器已成为水轮机控制系统的控制核心。文中叙述了水轮机调速器与电网负荷频率控制之间的关系，分析了调速器在电网一次调频、二次调频中的作用、静态特性和动态特性;通过建模、仿真及现场试验，提出了机组并联于大电网工况下的调速器PID参数整定范围和应有的机组功率控制模式。     

新疆电网自动频率发电控制

介绍了TPR-100型功率自动调节装置在新疆电网中发挥自动调频和调整电力系统时钟误差的功能，并进一步与EMS结合，实现电网的自动频率发电控制的应用情况。该系统在新疆玛纳斯电厂经现场调试，试运行成功，已正式投入使用，在电网自动频率发电控制系统中发挥作用。     

水轮机调速器与电网负荷频率控制(三)区域电网交换功率控制仿真研究

在现代电力系统中,要很好地维持电网频率稳定在一定范围内,实现整个互联电网有功功率的瞬间平衡,各区域电网必须调整好各自内部的有功平衡,同时,还要维持联络线上的计划交换功率,需要通过监测联络线潮流和电网频率来决定合适的发电控制.文中对在控制性能评价标准（CPS）考核下的区域电网交换功率控制进行了初步的仿真和实时试验研究.     

水轮机调速器与电网负荷频率控制:（三）区域电网交换功率控制仿真研究

在现代电力系统中，要很好地维持电网频率稳定在一定范围内，实现整个互联电网有功功率的瞬间平衡，各区域电网必须调整好各自内部的有功平衡，同时，还要维持联络线上的计划交换功率，需要通过监测联络线潮流和电网频率来决定合适的发电控制。文中对在控制性能评价标准（CPS）考核下的区域电网交换功率控制进行了初步的仿真和实时试验研究。     

双馈异步风力发电机开关频率恒定的直接功率控制

与矢量控制相比,直接功率控制(DPC)结构简单,应用于风电系统的双馈异步发电机(DFIG)能简化变频器控制结构,提高系统动态性能。在分析DFIG暂态数学模型的基础上推导了内部状态量与控制量之间的关系,提出了分别基于转子磁链、转子电流和电磁转矩的3种DPC策略,并通过引入空间矢量调制(SVM)技术使DPC策略的开关频率保持恒定。这些策略在电网正常情况下能获得优良的静态性能,而在非正常运行状态各自表现出不同的动态特性,能适用于不同的控制目标。理论分析与仿真实验证明,电网正常情况下各定频DPC可有效实现有功、无功功率的解耦控制;电网电压波动时基于转子磁链DPC(RFDPC)可使DFIG快速进入稳定状态,缩短振荡时间;基于转子电流DPC(RCDPC)可抑制转子电流振荡,防止变频器过流;基于电磁转矩DPC(EMTDPC)可消除电磁转矩脉动,减少对机组转轴剪切应力冲击。     

自学习神经模糊负荷频率控制器的研究

为了解决实际电力系统运行条件经常变化和系统中存在不确定性等问题，提出使 用神经网络和模糊控制理 论以实现具有自学习功能的电力系统神经模糊负荷频率控制。控制 器主要由一个含有两个隐含层的神经网 络组成，连同输入层和输出层一起顺序完成模糊控制 的每一步操作。在定义了适当的目标函数之后，采用 BP算法，神经网络可自 动由受控系 统获取学习样本，并对网络的参数(连接权)进行优化，仿真结果表明了 该方法的有效性。     

低水头水力发电厂频率控制的经验

现在己研究出一种适用于孤立水电厂全负荷范围的速度控制系统。它是基于一个PI调速器和一个电子反馈模块。由于有可能在数学模型上预先整定，因此投入系统的时间要比通常情况短。     

风力发电系统发生低压穿越时对电网电能质量的影响分析

介绍了风力发电系统的低压穿越技术,分析了风力发电系统在发生低压穿越时对电网电能质量的影响。提出了使用保护电路单元来改善风力发电系统在发生低压穿越时提高电网电能质量的方法,通过软件仿真,验证了该方法的合理性和正确性。     

汪营风电场风力发电机安装质量控制

利川汪营风电场装机容量为48 MW,安装2000 kW风力发电机组24台,塔架高度80 m,叶轮直径105 m。介绍了该厂风力发电机主要组成部件的安装实施过程及质量控制措施。     

风电经分频输电装置接入系统研究

基于分频输电理论,提出了一种全新的风力发电馈网方式———风电场经分频输电装置接入系统方式。该方式将风电场中所有风力发电机组发出的变化的低频电能通过控制系统收集到一起,经过远距离输电后再经过分频输电装置统一接入负荷中心。该方式通过降低输电频率来减少输电线路的电抗以及减少齿轮箱的增速比,提高了效率、减少了投资。算例以某实际风电场为例,分析了变速变频方式下风力发电机组的特性,与恒速恒频方式相比,该方式有效地提高了风力机的输出功率。     

基于风-蓄协调的蓄能机组发电控制策略分析

基于风电与抽水蓄能电站联合调度模式,分析了风能-抽水蓄能联合发电系统的运行方式,探讨了蓄能机组发电控制策略,并以某实际抽水蓄能电站的库水位为约束条件进行了仿真分析。仿真结果表明,联合发电系统与电网的负荷交换功率能够很好地跟踪负荷给定曲线,在最大程度利用风能的条件下,在一定程度解决了风电的波动与不可调节问题。     

甘肃酒泉风电基地风电预测预报系统

为了解决甘肃酒泉千万千瓦风电基地大规模风电并网难题,缓解电网运行、调度和电力市场管理的压力,文中从风电场的实际情况出发,提出了风电预测预报系统的总体方案,对建设风电预测预报系统方案中的数据采集、风能预测预报和风电预测预报模式进行了研究,提出了将多种预测方法结合的解决途径。     

离网型小型风力发电系统逆变器的控制

离网型小型风力发电系统中负载特性对逆变器提出了特殊的要求。文中采用三相四桥臂逆变器拓扑结构,在对称分量法的基础上建立了逆变器的控制模型,并推导了在双同步旋转 d-q坐标系下的表达式。构建了基于前馈解耦的多环控制系统,实现了对正序、负序和零序分量的独立控制。实验结果证明该方案对不平衡负载有较强的抑制作用,能够为负载提供优质电能。     

基于直流电网的非并网风电系统及其控制策略

大规模非并网风力发电理论避开了风电并网的技术难题。文中针对大规模非并网风电系统,采用一种基于直流电网的系统结构,具有能量转换过程少、结构简单、损耗低和可靠性高等优点。针对文中所述的直流电网,提出了电压分级控制策略,该控制策略不仅可以保证低风速时用电负载的正常运行要求,而且大大降低了风电系统与电网的功率交换,减小了风电对电网的影响。用Saber软件建立了仿真模型,仿真结果验证了文中提出的基于直流电网的非并网风电系统及其功率控制策略的可行性。     

基于分层原则的风电场无功控制策略

针对由具有动态无功调节能力的变速恒频风电机组（包括变速恒频双馈异步风电机组和直驱永磁同步风电机组）组成的风电场,提出了一种新的电压无功分层控制策略。该策略由风电场局部区域某节点电压与参考值的偏差得到整个风电场的无功功率需求,并按等功率因数算法分配给各台风电机组,作为其无功功率控制目标参考值。参考值的实时整定过程考虑了风电场无功功率输出约束和功率因数约束。算例表明,所提出的策略既可抑制由周边负荷变化引起的控制点母线电压波动,又可抵御由局部电网故障造成的控制点电压跌落,具有维持风电场接入局部区域电网电压稳定的作用。     

基于超级电容储能的风电场功率调节系统建模与控制

随着风电装机容量的不断提高,风电输出功率的波动性给电网带来的不利影响越来越得到重视。文中介绍一种基于超级电容储能的风电场功率调节系统,利用超级电容器组作为储能元件,平抑风电场有功、无功功率波动,维持风电场输出端电压,降低风电场对电网电能质量的影响。基于功率调节系统的结构特点和工作原理,提出了一种网级控制、超级电容能量管理和变流器控制相结合的控制策略,并建立了变流器的动态小信号模型,进行了环路控制器设计。利用仿真软件PSCAD/EMTDC对系统的控制策略进行了仿真分析,仿真结果验证了该装置具有良好的运行性能。     

变速恒频双馈风电机组频率控制策略

传统的变速双馈风电机组解耦控制策略对于系统频率支撑作用微乎其微。文中在分析变速双馈风电机组参与系统频率控制特性的基础上,在传统变速双馈风电机组解耦控制中附加风电机组频率控制单元。控制系统包含频率控制、转速延时恢复、转速保护系统和与常规机组配合等4个功能模块。仿真结果表明,该控制策略不仅对暂态频率偏差具有快速的响应能力,而且能够使转子转速以更快的速度恢复到最佳运行状态,证明了基于变速双馈机组的风电场能够在一定程度上参与系统的频率控制。     

兼顾接入地区无功需求的风电场无功控制策略

越来越多的风电并入电网后,对接入地区的电压影响也越来越大,为此,系统要求风电场能够对接入地区提供电压/无功支撑。文中提出了一种兼顾风电接入地区电压/无功需求的风电场无功控制方法。该方法以接入变电站低压侧电压作为控制电压,将风电场无功控制区分为正常控制区、异常控制区、紧急控制区和脱网控制区,并给出3种控制模式,即异常控制模式、紧急控制模式和故障控制模式。利用某一时段的控制电压平均值作为选择无功控制区的依据,并综合相邻2个时段的平均控制电压差值和接入变电站与风电场之间的通信情况选择无功控制模式。实际系统算例分析结果表明:所提出的方法能够合理调整风电场的输出无功功率,在很少的控制周期内将控制电压调整到合格范围,使一个测量周期内的平均电压合格,有效地为风电接入地区提供无功支持。