基于模型预测控制的电解铝负荷参与电网频率稳定控制策略

新型电力系统“双高”运行特性给电网频率稳定控制带来严峻挑战,电解铝负荷属于温控负荷,具备功率可调容量大、热惯量大及调节时间快等特性,是一种较好的调频资源。为此,提出了一种基于模型预测控制(model predictive control, MPC)的电解铝负荷参与电网频率稳定控制策略。首先,对电解铝负荷进行了精确建模,为电解铝负荷参与频率控制奠定基础;其次,计及发电机速率限制和负荷调节深度约束,提出了模型预测频率响应模型;最后,基于模型预测控制策略,在考虑不同电解铝可调容量参与系统调频中进行仿真分析。仿真结果表明,电解铝负荷可以提升系统抗扰动能力。所提MPC策略具有良好的控制效果,表现出较强的鲁棒性,能够有效缩短调频时间,提升系统调频的动态性能。     

考虑多种影响因素的电网频率概率分布研究

搭建了电网频率测量平台,分别在湖北和贵州两地测得电网频率数据。实测结果表明,这两地的电网频率分布形状相近,与现有研究得出的结论有一定差异。这种电网频率分布的成因主要是负荷波动带宽受限和AGC控制非线性。综合考虑了以上因素,通过仿真得出了与实测结果相符合的电网频率分布。最后讨论了CPS应用条件,得出大样本抽样是CPS2应用条件的结论,即计算CPS2的时间应足够长。     

薄弱电网频率稳定性控制策略研究及应用

孤网运行是电力系统极端情况下的特殊运行方式,也是薄弱电网的一种表现形式。主力发电机组在孤网中所占的比重较大,自平衡能力较差,同样的功率不平衡会引起较大幅度的频率波动,严重时造成机组超速停机,导致电网失电,因此研究提高孤网运行稳定性的控制策略具有特别重要的意义。从薄弱电网运行的特点出发,分析了其运行的不稳定性,较全面地梳理了一次调频、二次调频、快速降负荷和OPC等提高孤网运行稳定性的控制策略,并结合国外某孤网出现的不稳定情况,制定了提高孤网稳定性的控制策略。实际应用表明,该控制策略在电网异常振荡时可使电网在较短时间内实现供需平衡,达到稳定电网频率的目的。     

计及分配因子的互联电网频率模型预测控制策略

针对单个区域有多台自动发电控制(AGC)机组的情形,提出了计及分配因子的互联电网频率模型预测控制策略。首先根据各发电机组的煤耗特性建立经济性目标函数并计算出经济最优分配因子,然后将分配因子作为状态空间方程的一部分,最后利用模型预测控制器输出各区域的调节容量,并进一步调节各AGC机组的发电出力使电网频率和联络线功率快速恢复至额定值。为验证所提控制策略的有效性建立了两区域互联电网的动态模型并进行仿真。仿真结果表明文中的分配方法能够有效地节省煤耗,所提控制策略和PI控制和经济分配相结合的方法相比具有更好的控制效果。     

大型轧钢厂冲击负荷对电网频率的影响

对轧钢负荷的性质作了说明；就冲击负荷下电网的一次和二次调频动态过程作了理论上叙述。在分析中，参用了华东电网某轧钢厂初期工程２２４ＭＷ冲击负荷投运时对电网频率、电压影响的动态模拟试验结果，并作为佐证。最后提及了调节频率的６个方面措施。     

基于MATLAB／SIMULINK的互联电网负荷频率控制建模仿真研究

根据自动负荷频率控制原理，利用MATLAB提供的灵活高效、图形化的建模仿真环境，建立模拟两区域互联的自动负荷频率控制的模型。建模的主要目标是：反映自动负荷频率控制的实际过程，以及在这一过程中影响系统频率质量的主要因素。本文重点研究模型的实现，并提供该模型在(当福建电网和华东电网互联时)福建区域AGC控制性能最优化研究中的仿真应用示例。     

计及电网频率稳定的抽水蓄能电站控制策略研究

针对抽水蓄能电站参与系统频率调节问题,分别研究了定速与变速抽水蓄能电站对区域电网频率稳定的调节作用。对于定速抽水蓄能电站,分析了不同网架结构下定速抽水蓄能电站基于负荷频率调节效应的频率恢复结果;对于变速抽水蓄能电站,建立PSCAD平台下可变速抽水蓄能电站机组的数学模型,基于ω-f曲线自适应整定比例-积分-微分（PID）控制器环节参数,实时控制抽水蓄能机组电机转速调节系统频率。仿真分析表明,定速与变速抽水蓄能电站均能有效实现电力系统能量存储与时序转移,调节供需失衡进而保障系统频率稳定。     

计及网络约束的源-荷协同频率控制策略

具有能量存储特性的负荷可以响应频率波动,为系统提供备用容量。为了充分利用负荷侧备用资源,提出了一种计及网络安全性约束的源-荷协同频率控制策略。对负荷实施分散式控制,根据频率测量信号调整设定参数,改变其功率需求。采集负荷的运行状态信息,采用ARMAX模型辨识负荷群聚合功率需求变化,输入到基于模型预测控制方法的二次调频控制器,获得各调频机组的控制信号。频率控制在满足发电和负荷功率总量平衡的基础上,需要计及网络约束,量化分析负荷控制对支路功率的影响,辨别出对系统安全性不利的负荷节点,避免其参与频率控制。对新英格兰10机39节点系统进行了仿真,结果验证了计及网络约束的源-荷协同频率控制策略的有效性。     

加入死区作用逆变控制的电网功耗检测方法设计

针对传统的电网功耗检测方法采用非接触式射频识别方法,在电感耦合或反相散射耦合中出现非线性失真,功耗检测准确性不好,提出一种引入死区作用逆变控制的电网功耗检测方法。分析电网功耗检测系统的系统结构组成,对电网的功耗进行相关性分析,分析电网系统的功耗的影响因素,设计电网的动态功耗和静态功耗检测模型,加入死区作用逆变控制技术实现电网功耗检测方法的改进,进行了硬件电路设计和系统仿真实验。仿真结果表明,采用该方法进行电网功耗检测,具有较高的检测准确性,实时性较好。通过准确实时的电网功耗检测,保证了电网的稳定可靠运行,同时为电网电能调度提供了数据基础。     

Impact of energy storage system on load frequency control for diverse sources of interconnected power system in deregulated power environment

This paper focuses Load Frequency Control (LFC) mechanism for multi-generating two areas interconnected power systems with energy storage system in a deregulated power environment. The two areas, demarcated as Area-I and Area-II, consist of thermal, hydro and gas power units. This paper also incorporates the economic load dispatch mechanism into the LFC for economical division of load during load deviation. Small signal stability analysis through participating factor has also been done to determine the oscillation state of the system, i.e., frequency deviation in both areas. Therefore, proper controller is required to reduce the oscillation of the system. The optimum value of the integral gain of the integral controller has to be selected to achieve the goal. Hence, Opposition-based Harmonic Search (OHS) technique is used for the optimization purpose. During major disturbance in the areas, primary and secondary controllers are not sufficient to reduce the frequency and tie-line power oscillation due to slow response of the governor mechanism. Therefore, energy storage system, i.e., Redox Flow Battery (RFB), is used for improvement of the dynamic response of the system which has very small time constant and quick response. The proposed control mechanism has been analyzed in a deregulated power environment with the help of different simulation case studies to find out improved dynamic performance over integral control strategies.     

Monitoring frequency control in the Turkish power system

Frequency control is a key ancillary service for the secure and reliable operation of power systems, and especially in isolated power systems such as Turkey which is not yet synchronously connected to the UCTE European system. Frequency control has been defined in the Turkish power system as a mandatory remunerable ancillary service that is provided by generating units and managed by the system operator. This paper develops a centralized monitoring system of frequency that informs the System Operator if the generating units comply with the technical requirements of the Turkish Grid Code. The system consists of a reference model that validates the real operation of the primary and secondary regulation of the generating units comparing it with the desired behavior established by the technical requirements of the Turkish Grid Code. A number of quantitative measures, based on the deviation between the real and the desired response are proposed to evaluate the adequacy of each unit behavior. Application examples of the proposed monitoring system of frequency control are provided using real data of different Turkish power plants.     

发电机组参与电网一次调频的特性研究

一次调频是确保电力系统频率稳定的主要途径之一,但目前采用DEH(数字式电液)控制系统的发电机组,通过调节系统设置较大的调频死区,切除一次调频的控制作用,大大降低了一次调频在突发性事故中稳定电网频率的作用。为研究发电机组参与电网一次调频的特性,建立了3区域互联系统的数学模型,并通过仿真试验,分析研究了不同的调频死区参数设置条件下,电网稳定所需要的一次调频容量,确定电网负荷扰动大小与机组调频容量之间的关系,对于指导电网中发电机组调节系统的参数设置和调整以及电网一次调频容量的确定具有重要的指导意义。     

基于光热电站与电动汽车的综合能源系统风电消纳策略

针对热电联产机组“以热定电”约束导致的弃风问题,提出一种基于光热电站（CSP）与电动汽车的区域综合能源系统风电消纳策略。首先,构造了CSP与热电联产机组协同运行的模型,研究了CSP配合联供机组实现热电解耦的机理;其次,分析了电动汽车无序充电对降低净负荷波动的负特性,通过引入车网互动（V2G）策略挖掘了负荷侧可调度资源削峰填谷的能力;然后,以运行成本及CSP日投资成本最小为目标建立了日前经济调度模型,探讨了电动汽车不同并网方式对CSP容量配置的影响,并利用条件风险价值定量分析了由预测误差引起的风险损失。基于求解器CPLEX展开多场景对比分析,结果表明:所提策略能够有效降低系统的弃风量和总调度成本,同时可为决策者在经济性与安全性之间的权衡提供参考方案。     

基于以太网的电能耗用远程监控系统设计

设计了一种基于以太网的电能耗用远程监测管理系统,实现对远程用户电能耗用的无人值守自动监测,数据传送迅速可靠.以ARM核处理器LPC2148为核心设计的电能耗用监控仪具有嵌入式Web服务器功能,可以十分方便地接入以太网,组成电能耗用远程监测管理系统.文中给出了系统基本组成原理、仪器硬件接口和软件设计方法.系统通过TCP/IP协议进行交互式通信,监控仪能及时响应主机呼叫,整个系统工作稳定可靠.     

利用电能信息采集系统实施有序用电

以湖南娄底电业局在迎峰度夏期间的实际做法为例,重点介绍了利用电能信息采集系统对该城区开展有序用电工作的方案以及具体措施,同时针对实施中遇到的问题提出解决办法。     

各类用电市场影响因素及开拓策略分析

合理开拓各类用电市场可在一定程度上解决峰谷差大、负荷率不高等问题,还可使电能得到充分利用,避免造成资源浪费,提高供电企业经济效益。将用电市场细分为工业用电市场、第三产业用电市场和居民用电市场,分析影响各类用电市场用户用电量增减的因素,并给出相应的市场开拓策略建议。     

西电东送广东电网安全稳定控制系统设置策略研究

南方互联电网到“十五”末期将成为世界上结构最复杂的电网，为保证南方电网的安全稳定运行，必须对南方电网，特别是受端广东电网的安全稳定控制系统进行深入研究。从受端广东电网的角度出发，详细研究广东电网内部故障和交直流送电线路故障时的安全稳定水平，并对广东电网的安全稳定控制系统配置策略进行探讨，提出需要解决的问题。     

独立光伏系统混合储能控制策略研究

对独立光伏系统中混合储能系统的控制策略进行了研究。提出了一种新的基于模式识别的仿人智能控制策略。该策略首先要求蓄电池DC-DC恒流输出,超级电容DC-DC恒压输出;然后通过观测超级电容电压识别出系统当前模式,运用规则推出蓄电池电流的改变量和蓄电池电流变化率的限制值,从而可以使蓄电池电流平稳并且随负载变化而变动。理论分析和实验证明该策略可以使超级电容优先吸纳负载波动量,蓄电池电流平稳且随负载变化而变动。该策略较好地实现了混合储能系统的控制目标,并且简便易行,有较高的性价比。     

Load frequency control issues in power system operations afterderegulation

Open transmission access is a legal requirement in the United States, but is not fully implemented. Discussion of deregulation has so far focused principally on the tariff structure for transmission access, but operating the power system in this new environment will present significant problems of an almost purely technical nature. Something as simple as frequency control becomes challenging when implemented in the competitive, distributed control environment that true third party wheeling creates. This paper seeks to identify likely deregulation scenarios, identify the technical issues associated with load frequency control, and identify technical solutions, such as standards and algorithms, needed for the operation of this key component of national infrastructure in the face of profound structural changes