基于自适应PID控制的水电站有功功率调节

随着电网运行需要,对有功功率的调节品质要求也不断提高,而水电站机组的有功功率调节主要通过控制机组的调速器系统来实现,本文将以镜泊湖水电站为列,讨论如何安全、平滑,快速的将机组有功功率调整到设定的目标值,不出现超调与调节震荡。     

联网型高耗能电解铝工业电网源荷协调平抑风电功率波动控制策略

对于含有大规模新能源接入的联网型高耗能工业电网,新能源功率波动势必产生联络线功率波动以及额外备用容量费用,不利于工业电网经济运行。通过对工业电网内部火电机组与电解铝负荷联合控制进行建模,提出源荷协调平抑风电功率控制策略。基于模型预测控制方法,将电解铝负荷和火电机组调节范围以及响应速率作为约束条件,以平抑风电功率波动为控制目标,优化电解铝负荷和火电机组的有功功率调节量,减少由风电功率波动引起的联络线备用容量。以云南文山地区某个工业电网为例进行仿真,结果表明所提的源荷协调控制策略可以有效实现对工业电网内部风电功率波动的平抑,限制与大电网联络线上的有功功率交换。     

基于单场及场群模式的新能源有功调节能力研究

从单场及场群虚拟机组2个角度,对风电和光伏等新能源场站的有功调节能力进行了测评。从新老2个指标体系对测评对象的有功调节性能进行了计算。与性能较好的传统调频模式火电机组的指标进行比较分析,并对同一虚拟等值机在调峰和调频模式下的性能指标进行了研究。研究结果表明,风电光伏等新能源的调节性能不亚于部分火电机组,也具备参与电网调峰调频的基本能力。     

光伏电站并网有功功率控制策略的设计与实现

光伏电站有功功率输出值能够按照电网调度的指令进行高效、合理的调节已经成为大规模光伏电站并网的强制性要求。该文研究了光伏电站有功功率控制的现状,提出一种基于光伏逆变器的光伏电站有功功率控制策略,并通过现场的实际运行验证了该策略的可行性。     

一种网源协调中有功功率变送器暂态特性指标评价方法

大型发电机组一般采用有功功率变送器来测量机组的实际输出功率,有功功率变送器的暂态特性好坏影响机组的安全运行。以ADPSS仿真软件为主要研究平台,分析了有功功率变送器的暂态性能,结合火电机组协调控制系统的调节特性,总结出有功功率变送器暂态特性评价方法。     

计及机组运行工况的风电场有功功率控制策略

为了减小大规模风电场并网对电网稳定运行带来的不利影响,风电场发电功率能按要求进行调节已经成为强制性要求.目前在风电场有功功率控制过程中,往往忽视了风电机组的具体工况,从而导致机组的频繁起/停.针对以上情况,提出了一种计及机组运行工况的风电场有功功率控制策略.该策略首先根据机组预测发电能力及机组运行工况分别生成有功增/减裕度队列和开/停机队列,然后利用有功功率分配算法将功率分配给风电场中的风电机组.实际风电场的试验结果表明,采用所提出的控制策略不仅可以实现风电场有功功率的快速、精确控制,而且能够避免风电机组频繁起/停,降低风电机组的故障率,提高风电机组运行的稳定性和安全性,延长风电机组的使用寿命.     

200MW发电机组有功功率波动的原因分析

通过一起200 MW发电机组有功功率波动引起的不安全事件,依据数据波形,从无功功率、电网频率、调节级压力、励磁调节系统、一次调频等因素对发电机组有功功率的影响分析入手,得出了引起发电机组有功功率波动的影响因素。并通过进相运行时有功波动引起的跳机实例,提出了应对防范措施,进一步对单机运行情况做出了合理的运行方式选择和机组负荷指标优化,避免再次发生类似现象。     

计及火电阶梯式爬坡率的耦合系统优化调度方法

北方地区普遍存在可再生能源和火力发电通过同一并网点接入电网的耦合方式。在该方式下,火电和可再生能源可作为一个整体共同参与调峰辅助服务,进一步挖掘两者的协同调度潜力。该文首先针对该类耦合方式,对耦合系统的定义进行研究,并分析耦合系统的特征和潜力;其次,根据火电机组深度调峰的运行特性,提出计及阶梯式爬坡率的火电机组运行模型,并在此基础上建立耦合系统优化调度模型;最后,以辽宁某局域电网为例的仿真结果表明,计及阶梯式爬坡率的火电机组运行模型能更精确地反映深度调峰时机组的实际运行状态,且耦合系统在现有政策下可进一步提升可再生能源和火力发电的整体控制性能和经济效益。     

弱电网直驱风机低电压穿越特性及其对机端暂态电压的影响

新能源常通过特高压交/直流输电系统送出,新能源汇集送端电网配套火电机组少,电网强度弱,直流闭锁或交流严重短路故障后的暂态过电压易引发风电脱网。该文基于典型电压穿越策略建立永磁直驱风机(permanent magnet synchronous generato rbased wind generator,PMSG)并网模型,研究弱电网中送出线路远端短路故障时的PMSG功率特性,揭示故障发生与清除时刻PMSG控制产生误差的原因,分析PMSG控制策略与参数对机组功率特性以及机端暂态过电压特性的影响。研究结果表明,远端短路故障清除时刻PMSG网侧电压相位一般向后跳变,由于锁相环存在时延,使暂态过程中锁相结果超前于实际相位,导致PMSG有功/无功控制不解耦,电流控制产生误差,由于锁相结果超前实际相位产生的控制误差会抑制网侧电压的快速抬升。     

基于可变速抽水蓄能技术提升区域电网新能源消纳水平的研究

可变速抽蓄机组相较于传统恒速运行抽蓄机组在抽水工况下的有功调节、无功补偿方面有明显优势，能够更好地匹配新能源出力波动并进行消纳。基于可变速抽水蓄能技术对比总结了交流励磁、全功率变频2种技术路线的系统配置、工作机理和技术特点，以某省级电网9大地区为节点搭建简化网架模型进行8 760 h时序生产模拟仿真，结果表明可变速抽水蓄能技术可提高区域电网新能源消纳水平、减少火电调峰，对未来变速抽蓄项目在电网应用的技术经济效益评估提供了参考。     

储能型风电场黑启动火电机组过程中的功率协调控制策略

针对呼伦贝尔电网所处特殊地理位置和需求,在前期对储能型风电场作为局域电网黑启动电源的可行性进行分析的基础上,考虑并计及电池储能系统运行状态,提出了储能型风电场黑启动火电机组过程中的功率协调控制策略。分别建立了储能型风电场层有功控制器和无功控制器:根据电池储能系统的荷电状态调整风电场的有功输出,以将电池储能系统的荷电状态维持在规定范围内;根据电池储能系统的实际无功输出调整风电场的无功输出,减小储能系统的无功电流,提高电池储能系统的功率调节裕度。分析了双馈风电机组的有功与无功功率极限,建立了风电场有功与无功分配模型,实现风电场功率在风电机组间的分配。通过算例对所提协调控制策略进行了仿真分析,验证了该控制策略适用于储能型风电场启动火电机组辅机的黑启动过程。     

基于机组功率升降约束的超短期阻塞管理模型及算法

以解决超短期输电阻塞管理为目的,考虑电力系统运行的实际要求,文中在对未来时刻系统运行状态预测的基础上利用灵敏度分析与线性规划提出了一种考虑机组功率升降约束的超短期输电阻塞管理模型及算法。该模型及算法针对电力系统的实际运行情况和机组的运行要求,采用了被电网调度人员广为采用的机组功率升降约束以避免机组有功的频繁变化,在消除电力系统输电阻塞管理的同时保护发电机组的安全及电网安全。实际运行时电网线路数很多,因此提出了约束线路的有效选择方法来减少约束线路数,通过减少约束线路集来减轻约束线路矩阵的维数以提高计算速度,及时消除阻塞。算法简洁、快速、实用。最后通过算例系统的计算,验证了所提算法的正确性和有效性。     

风电集群有功功率控制及其策略

鉴于大规模风电并网的集中控制和精细化调度要求,文中基于区域有功功率分层调度思想,设计了风电调度中心站—风电集群控制主站—风电场控制执行站3层体系架构的风电集群有功功率控制系统,并给出风电集群控制主站和各场站间控制接口的设计方案。继而考虑风电场、分散接入风电机组的调节性能差异,针对运行实际需求提出一套面向集群控制主站的有功功率控制策略,实现风电场有功控制模式的在线决策和相应模式下的有功功率指令值的在线快速计算,并验证了控制策略的有效性。所建系统可实现风电集群内风电场、分散机组的统一调度与监控,并且在充分利用电网接纳风电能力的同时提高集群运行的经济性,有效解决目前风电分散控制导致的资源浪费、协调困难等问题。     

基于火电—风电机组调节速率的电网AGC指令分配方法

随着高比例新能源机组并网,电网频率波动加剧,电力系统安全稳定运行面临着严峻的挑战.为了快速消除电网频率偏差,在灵活调度常规火电机组的基础上,合理利用风电机组的有功备用容量,提出一种基于火电—风电机组调节速率的电网自动发电控制(Automatic Generation Control,AGC)指令分配方法.首先,以最短负...     

印度尼西亚电网频率波动对机组运行影响分析

通过录波文件及仿真结果详细分析了印度尼西亚电网机组跳闸后引起爪哇７号项目１号机组有功变化过程, 以及对DCS、DEH、继电保护装置、励磁系统运行的影响,提出在有功功率变送器、一次调频、保护装置采取防范 措施,以及频率保护与FCB功能、甩负荷试验配合等优化建议,以适应印度尼西亚电网特点,提高机组运行可靠性, 防止非计划停运.同时将为印度尼西亚已建及后续新建电厂提供参考资料.     

协调AGC与PFR的水电机组有功/频率联合控制策略及应用

电网频率在系统扰动发生后将持续波动，机组一次调频(primary frequency control, PFR)与自动发电控制(automatic generation control,AGC)将先后动作，AGC与PFR作为系统频率调节的主要手段，二者协调动作对频率稳定至关重要。近年来电网实际扰动和水电机组现场试验多次出现了机组AGC与PFR不协调的现象，AGC反向调节PFR，或者PFR动作闭锁AGC(含闭锁反向AGC)调节的现象十分普遍。基于系统计算分析及机组调试发现的问题，提出了一种多模式适应的监控系统有功/频率联合控制系统模型结构，通过在监控系统有功控制结构上设计调频修正逻辑，可实现当频率变化时实时计算调频功率目标值以动态修正监控系统功率给定，实现AGC和PFR的指令叠加。同时为提高监控系统有功/频率联合控制的适应性，在监控系统新增的调频修正逻辑可设置2套独立参数，以匹配调速系统大/小网控制模式。该策略已在白鹤滩等20余台水电机组示范应用，从机组投产至今保持安全稳定运行，解决了水电机组PFR与AGC协调难题。在高占比水电系统及水电高占比新型电力系统中，该策略可以保障水电机组稳定、...     

一种新能源电站有功功率柔性控制方法及应用

当前新能源电站有功功率控制主要采用通信指令调节大量逆变器和风机等设备的方式,其有功功率控制速度慢,无法满足系统级有功功率紧急控制对新能源场站级有功功率控制提出的要求。为此,结合当前新能源电站有功功率控制模式,利用保护装置毫秒级开断速度的优势,提出一种有功功率柔性控制方法,并设计该控制方法的系统架构及有功功率控制流程,以满足正常运行时自动发电控制和紧急情况时快速控制的双重需求。提出多目标约束有功功率优化控制的数学模型,并阐述通过改进的优先顺序法求解该数学模型的具体步骤。通过现场实际应用的案例分析,验证了所提方法的可行性和有效性。     

基于优先顺序法的风电场限出力有功控制策略

随着风电并网容量的增加,风电场应具备有功功率调节能力,能根据电网调度部门指令控制其有功功率输出。结合甘肃酒泉风电基地集群风电有功控制系统的实际需要,以实现最大风能利用、避免风电场频繁起停为目标,基于经典优先顺序法提出了一种应用于变速恒频风电场的限出力有功控制策略。针对风电场限出力控制需要,设计了风电场层有功功率控制框架及限出力控制流程,综合考虑场内风电机组的预测信息、运行状态与控制特性,建立了以风电机组调节性能指标为排序指标的风电场限出力控制序列,进而基于此控制序列,给出了风电场限出力有功分配方法。最后,通过算例验证了所提方法的正确性和有效性。     

有利于新能源接入的常规高压直流功率调节方法研究(二):理论分析与仿真验证

为提高新能源接入能力,提出有利于新能源接入的常规高压直流功率调节方法,基本思路是计划阶段直流功率与两端电网发电计划协调制定,运行阶段利用紧急旋转备用机组应对新能源功率大幅随机波动、功率预测误差及其他突发事故等,两端电网实时调节应对新能源功率常规波动,最终实现直流两端电网资源优化利用,提高新能源消纳能力及电网运行安全性和经济性。该文通过理论分析和仿真验证证明所提方法的有效性。分析了所提方法对提高新能源消纳能力、系统运行经济性及安全性方面的作用,探讨了应用所提方法时受端电网适应性、直流功率频繁调节的技术可行性及跨区域电网发电计划联合制定的可行性等问题,从多个角度分析了所提方法的优点和可行性。最后,将所提方法应用到某实际直流工程及所联实际大系统中进行全过程动态仿真,观察其应用效果,证明所提方法的有效性。     

双级式有功备用光伏虚拟同步机控制策略

大规模光伏并网发电导致电力系统面临惯性下降与调频能力不足的问题,迫切需要光伏系统主动参与电网频率调节。以双级式光伏拓扑结构为基础,提出有功备用跟踪的光伏虚拟同步机控制策略。DC\DC侧根据光伏单元运行的最大功率点确定系统的有功备用点,使系统运行在有功备用模式;当电网频率扰动时可调节光伏单元的有功输出来参与一次调频。逆变侧采用与同步机等效的下垂控制方案,将高压直流侧电容模拟为虚拟转子响应功率动态调节,并通过PI控制维持直流电容电压恒定。建立光伏有功调频的小信号模型,运用传递函数分析了直流电容参数对动态性能的影响。在辐照度突降、电网频率突变以及不同系统参数下进行仿真分析,证明了所提方案的有效性。