基于虚拟同步机原理的风电调频技术研究

虚拟同步机是目前解决新能源并网稳定性问题的一项重要技术,从虚拟同步机调频原理分析入手,开展风电调频技术的相关研究,分析了风机实现调频的控制原理,设计了相关的控制算法,最后通过试验验证,证明技术实现的有效性,可以满足电网对风电参与调频的功能要求。     

基于虚拟同步机功能的风机控制策略开发

为提高电网频率稳定性,扩大风电接入电网比例,开发了风机虚拟同步机功能。首先,分析风机储能特点,为风机VSG功能提供了理论支撑;其次,分析电网对风机调频的要求,为风机VSG功能开发提供了实施方案;然后,设计风机VSG控制算法,并分析了算法性能;最后,通过现场试验证明算法的有效性。试验结果表明,VSG功能可以满足电网的作用。     

风电、储能参与系统调频的协调控制策略研究

风电参与电力系统调频受风速影响较大,调频能力有限,且容易发生频率的二次跌落。储能系统动态响应特性良好,考虑储能辅助风电参与调频可以有效地解决以上问题。首先分析了单台风机参与系统调频的能量来源、调频范围,然后通过仿真分析了考虑多台风机的风电场调频对系统调频特性的影响。针对风电调频存在的问题,设计了一种风电、储能协调控制策略,解决了单一风电调频存在的问题,并通过仿真分析验证了该策略对调频特性的改善效果。     

我国率先攻克虚拟同步机电网技术

正世界上首个具备虚拟同步机功能的新能源电站,日前在位于河北省张家口市的国家风光储输示范基地建成投运,这相当于给电网装上一个"水龙头",使原本任性的新能源机组由"我行我素"变为"协调统一",可主动支撑电网频率、电压波动。风电、光伏等新能源并网的最大技术难题就此被一举攻克。据国网冀北电力方面介绍,虚拟同步发电机技术是一种通     

基于网源协同的新能源电力系统一次调频改造与验证

根据山东电网最新要求,结合现场实际情况对原有控制方案进行改造,设计了基于网源协同的新能源电力系统的快速调频改造方案,制定风电机组一次调频优化控制策略。改造方案除了保持原有要求准确、及时地响应稳态的调度指令,满足电网的调峰、二次调频、调压等功能不变外,还能够主动、快速地支撑所在电网的频率和电压的波动,实现新电源的惯量响应、一次调频及快速调压等功能。通过各种扰动情况下动态试验,验证改造方案对系统响应速度有了明显的提升,支撑电网的安全稳定运行,具有一定应用推广价值。     

基于模糊神经网络的电梯混合能源管理系统集成控制研究

提出了一种基于太阳能、蓄电池、超级电容器及电网等混合能源管理系统的电梯集成控制模型。通过对电梯载荷流混沌系统研究,利用基于混沌系统的模糊神经网络预测控制策略,构建一套基于模糊神经网络的系统预测控制模型,对电网、太阳能、蓄电池、超级电容和回馈能量等混合能量之间的能量调配进行控制,实现对电梯混合能源管理集成控制系统的高精度控制,实现混合能量之间的自动调配和综合利用,达到电梯节能降耗的目的。     

计及发电量损失的风电机组调频自适应控制策略研究

从风电机组运行效益及经济性角度出发,建立了风电机组静态功率数学模型,计算调频标准要求所对应的调频响应值,采用拉格朗日乘子法离线提取出频率—功率—桨距角之间的关系,提高了在线寻参效率。风机核心控制器接收来自于电网的频率信息及风机的功率信息,采用双线性插值法求解出风电机组桨距角给定值来对风电机组进行实时调频响应,减少了发电量损失,提升了系统的经济性,具有较强的调频适应性及鲁棒性。     

风电机组参与调频调压对电网稳定性影响研究

常规风电机组由于有功、无功解耦控制,不能响应电网扰动。同步发电机组具有调速系统、励磁系统能够维持电网频率、电压稳定。通过设计调频、调压控制器,使风机对电网具有同步发电机的外特性。根据负荷的波动,调节风机输出的有功、无功功率,维持电网频率、电压稳定。建立了同步发电机、风电机组组成的电力系统仿真模型。     

基于双PWM变换器的永磁直驱风电系统控制策略研究

针对基于双PWM变换器的永磁直驱风电系统的控制问题,对该风电系统电机侧变换器、电网侧变换器的控制策略进行了详细的分析,提出了一种桨距角控制策略,并基于Matlab/Simulink对永磁直驱风电系统进行了仿真。仿真结果表明,永磁直驱风电系统能够在不同风速下稳定运行,在额定风速以下可实现风能的最大功率跟踪,在额定风速以上通过桨距角控制能将风机系统的功率输出限制在额定值附近。研究结果验证了所提出的桨距控制策略的可行性。     

针对多期风电场效益最大化AGC控制策略优化技术

目前,多数风力发电场AGC有功功率控制策略根据风机平均风速的理论出力进行分配风机集群负荷,未考虑电网电价启停风机,给公司带来了不必要的经济损失,同时,风电场与电网公司风电综合通信管理终端FR1重要通讯设备单台运行无冗余功能,当出现故障时,使风电场与电网公司通讯中断,无法正常接收电网公司下发调度指令及电网通知。基于此,本文主要对多期风电场每期电价不同AGC控制策略进行了优化技术及增加风电综合通信管理终端FR1冗余功能,提高了风电场运行可靠性及经济性创新研究。     

液压型风力发电机组低电压穿越分层控制研究

为提高液压型风力发电机组的电网适应性和低电压穿越能力,针对机组低电压穿越过程中的能量调控问题,提出一种基于分层控制思想的低电压穿越控制方法,即设计出基于风力机调桨控制的顶层控制、基于变量马达摆角控制的中层控制和基于节流阀开度控制的底层控制。为实现机组在控制过程中多变量的协调控制,以风力机弃风最小、惯性储能最大和节流阀能耗最小为优化目标,采用二次规划算法对多目标控制律进行规划,得到了最优控制律。通过AMESim和MATLAB/Simulink软件对多目标控制策略进行仿真分析,利用液压型风力发电机组半物理试验平台对控制律进行了验证。结果表明,所提出的控制方法可以有效降低机组在低电压穿越过程中的剩余能量,降低对发电机的冲击,提高机组的适应性。     

基于PSAT的风机接入电网模型的研究

为了分析不同类型的风机接入电网后,能否与已有电网兼容的问题,在分析了电力系统仿真软件PSAT内置的5阶双馈风力发电机组机模型及其电压、转速和桨角的控制形式的基础上,根据某1.5 MW双馈风机的机械及电气数据,建立了风机接入电网模型及接入电网的典型接线形式,并在潮流计算模块与时域计算功能模块的基础上,编制了仿真程序,最后在阵风与湍流风模型下对风机转速、电压、功率的变化进行了动态仿真。仿真及研究结果表明,运用该方法分析所得结果与实际的风机特性一致,利用PAST内置的风机模型能很好地进行风机接入电网的兼容性分析。     

变速恒频双馈风力发电最大功率跟踪控制

为了充分有效地利用风能,发出较高的电能质量,在分析了风力机最大风能捕获机理和双馈电机数学模型基础上,提出了一种基于定子电压定向下变速恒频双馈发电机最大功率跟踪矢量控制策略。为了说明控制策略的有效性,在风速阶跃变化下,利用Simulink建立了双馈发电系统仿真模型及定子电压定向矢量控制模型。仿真结果表明,该控制策略能够快速准确控制风力发电系统进行最大功率跟踪及变速恒频控制。     

基于数字孪生的风机实时载荷预估研究

为推动风电产业技术的持续进步,改善风机控制系统性能,利用数字孪生方式,实现风机实时载荷的预估.利用风机原有的高可靠采集信号作为输入,搭建风电机组回归模型,建立系统权重矩阵,并进行线性插值使模型适应整个发电工况,完成了风电机组载荷实时预估.载荷预估值可替代目前的应变片载荷测试系统.载荷预估经评估计算精确度在 ９６.００％ 以上.预估载荷在风机塔架推力消减实时控制系统中的应用表明,减载效果显著.     

云南电网统一调频控制区试运行期间频率问题分析及对策

为推进调频辅助服务市场的建设,南方电网在中东部主网和云南电网分别建成基于网省交互的统一调频控制区.云南电网统一调频控制区试运行期间,中标机组采用了“计划出力 ＋ 带宽限制”的AUTOR 模式,当中标机组响应频率的调节速率过慢,调峰速率过快,易导致调峰和调频任务的失配,进而使系统频率在 ４９.９５ Hz 和 ５０.０５ Hz 附近悬浮.为此提出了提高系统调频速率、优化分配日前调峰任务等优化策略,有效缓解了系统频率悬浮现象,为调频辅助服务市场的运行奠定基础.     

并网型直驱式风电机组的仿真分析

分析永磁直驱风电机组的优点并建立各部分的数学模型,根据变流器的数学模型。提出变流器机侧和网侧的控制策略,能够实现风电机组有功功率和无功功率的独立控制,获得较好的电能质量;利用仿真软件MATLAB／SIMULINK建立永磁直驱风电机组的模型,仿真了机组在风速阶跃变化时的运行时情况,仿真结果验证了模型的正确性。     

新型变速风力发电传动系统的研究

介绍一种新的基于液力机械的风力发电传动系统.该传动系统可以使风轮运转在最佳尖速比下,使风轮最大限度地利用风能,不仅可以减轻机电传动系统的极限载荷,延长使用寿命,而且还有储能作用,可以减轻因风速的瞬时变化引起的能量冲击.通过控制传动系统的液力变矩器的运转速度,来实现整个系统的变速恒频,发电机可以直接连到电网上.     

垂直轴阻力型风力机功率计算方法研究

垂直轴阻力型风力机是一种全风向工作、结构简单可靠的风力发电能量转换机械,在实际应用中较精确计算风力机功率对风能利用评价和风力机结构设计都是至关重要的.通过不同的方法分别对两种垂直轴阻力型风力机的平均功率计算进行了研究,给出了风力机功率计算具体的研究方法和平均功率计算公式,比较分析了不同功率计算方法的适用情况,得出了功率...     

一种星敏感器系统热设计方法及试验验证

目前,国内机构针对星敏感器的温控研究与设计较少,多集中于星图的图像处理和图像算法的优化。着重以星图中目标能量变化、信噪比、质心定位误差等参数为指标,分析温度对该星敏感器的热影响,从而实现高精度星敏感器在空间复杂热环境下的可靠应用。进一步基于星敏感器的结构及热分布,对星敏感器进行热设计及散热路径优化,提出星敏感器热电制冷器（Thermo electric cooler,TEC）的热控措施。以典型在轨高温工况与低温工况为例,利用有限元仿真软件进行该热设计的有效性与合理性仿真分析。在以上的设计与分析基础上,完成一套温度控制系统,通过模拟星敏感器在高温工况下的环境条件,使用热电制冷方式对星敏感器采取制冷措施,使星敏感器探测器温度维持在20℃±3℃,达到温控指标,保证星敏感器能够在恶劣温度环境下持续提供高精度姿态信息。重点阐明热环境因素与成像质量之间的关系,完成温度与星点识别精度的关联性分析,为后续星敏感器热控设计及定姿精度提升提供参考。