电化学储能参与电网低频第三道防线的控制策略

针对日益凸显的电网频率安全稳定问题,利用电化学储能的快速响应特性和功率双向调节能力,将其纳入到基于就地信号响应的频率安全第三道防线中,应对大功率缺额引起的低频问题。首先,分析电化学储能在低频第三道防线中的功能定位,基于单机带负荷等值模型,提出电化学储能参与频率安全第三道防线的频率响应模型;分析电化学储能分轮次动作的必要性和前提条件,提出临界容量及其计算方法。然后,研究电化学储能低频校正控制策略的制定方法,提出表征频率恢复效果和控制代价的综合指标,计及运行方式和故障场景,建立加权优化模型并整定电化学储能各轮次控制量。最后,实际电网的算例分析表明,所提出的校正控制策略具有较好的频率控制效果和适应性,有助于拓展电化学储能在电网中的应用场景。     

云南电网异步联网期间新能源频率适应性研究

云南电网异步试验期间,进行了大机组跳闸、直流单极闭锁、直流双极闭锁故障系统性试验,在系统性试验期间进行了新能源的频率适应性试验,将部分风电、光伏的在设定不同的频率整定范围,验证新能源是否能正确可靠动作,试验结果表明,在系统频率在49.90~50.46 Hz变化时,部分设备不能在整定频率范围可靠动作。其他新能源的频率整定按照光伏在48~51.5 Hz连续运行、风电在49.5~51.5 Hz连续运行均能在频率变化时做到可靠不脱网。     

电化学储能应用于电网频率安全防御三道防线的探讨

随着特高压直流的推广应用及新能源发电占比的不断提高,电网暂态频率安全保障技术面临着严峻挑战。电化学储能作为一种潜力巨大的灵活控制资源引起了广泛关注。从中国电网频率安全防御的三道防线着眼,基于储能的快速功率调节特性,分析了储能在频率稳定预防控制、紧急控制和校正控制中的定位,以不同场景下电网运行频率的控制目标为依据,探讨了面向暂态频率安全保障的电化学储能的容量配置技术要点,包括时域仿真中的计算条件选择、与传统控制措施的协调配合等方面,然后针对推动储能技术规模化应用中面临的主要问题,指出应在适应多应用场景的储能优化配置、储能电站优化运行模式研究、储能全生命周期的效益分析等研究方向开展深入研究。     

高比例新能源接入区域电网稳定控制技术探讨

有色金属行业等一些高耗能生产企业为降低生产成本,在具备条件的地区自建电厂或与主网联网或孤网运行.随着国家环保政策从严以及新能源发电成本的大幅下降,建设新能源电源成为新的选择,然而新能源发电具有间歇性且涉网鲁棒性较差,高比例新能源接入后恶化电网面的稳定问题.从高比例孤立电网存在的频率等问题出发,结合实际工程经验,介绍了稳定控制系统、低频低压减载系统、新能源功率控制系统、负荷平衡技术、负荷调频技术、调压调频技术等在区域电网稳定控制中的应用,为新能源接入区域电网稳定运行控制提供参考.     

基于ELM预测模型的高比例新能源电网改进频率控制策略

高比例新能源电网中,功率与频率变化存在很强的非线性,自动发电控制（AGC）作为电网调节频率的主要控制手段,目前的控制方式无法很好地适应强非线性特性电网的调频需求。鉴于此,提出了基于极限学习机（ELM）预测模型的高比例新能源电网改进频率控制策略。其特点在于通过ELM算法和历史运行数据,建立电网功率变化与频率变化的实时频率预测模型,进一步基于预测模型分析AGC调节机组的调频能力,按照调频能力优化AGC的区域功率控制需求功率分配。其优势在于通过机器学习拟合频率非线性调节规律,优化AGC频率控制,提高系统频率调节的快速性和可靠性,从而提高含新能源电网稳定性。最后通过电网SCADA实际数据建立预测模型并验证其准确性和实时性,并通过应用实例证明所提策略可以实现快速稳定调频。     

大电网分布式自适应继电保护系统的实现方法

从控制系统的角度,基于模式识别原理和扰动域的概念研究了大电网分布式自适应继电保护系统的实现方法。根据电力系统的固有分散性,提出了利用各级调度部门计算机构成分布式计算机系统,利用厂(所)计算机和厂(所)管辖的继电保护装置构成分布式子自适应控制器,并将它们有机地结合起来构成大电网分布式自适应继电保护系统。根据扰动域的概念,提出了计算机系统对子自适应控制器的局部控制方式。基于模式识别原理,介绍了将电力系统运行方式变化变换成相应的运行模式的方法,在此基础上,提出了扰动域内子自适应控制器的整定值按模式离线计算、分散存储、在线运行的工作机制。这种分布式自适应继电保护系统具有在线整定计算速度快、所需存储与交换信息量少、可人工干预自适应继电保护系统的整定计算过程、在线整定计算速度与电网规模基本无关等特点。     

考虑风电机组频率保护的送端电网有序高频切机策略

对于可再生能源占比较高且功率通过多回高压直流大量外送的送端电网,高压直流闭锁将引发高频问题,高频切机是抑制送端电网频率升高的重要控制措施.在考虑风电机组高频保护和直流闭锁后线路有功功率变化的基础上,提出了一种高频切机方案整定方法,并将其分解为首轮单次切机总量子模型和分轮次切机量优化整定子模型.综合利用线性插值法和摄动法求解各轮次切机量,并结合二元表进行灵敏度分析,优化高频切机方案.通过中国省级电网算例验证了所提高频切机方案的有效性,并校核了所提方案在不同运行方式下的适应性.     

基于LCL参数优化的逆变器自适应控制

高比例可再生能源并网后,电力系统的运行场景更为复杂,电网阻抗变化及电网谐波等引起的电网不确定性严重影响了LCL型并网逆变器和电网稳定运行。为在弱电网条件下,使并网逆变器满足稳定性运行与电能质量要求,提出一种基于LCL参数优化设计的并网逆变器自适应控制方法。考虑控制系统延时特性,结合操作条件并利用奈氏判据计算出实际电网的最优参数形成一适应;针对弱电网的阻抗、频率带来的变化对比例谐振(PR)控制器进行改进形成二适应。工程结果验证了两个适应环节形成的自适应控制方法的有效性。在高比例可再生能源并网中有极大的应用前景。     

基于智能优化算法的互联电网负荷频率控制器设计及其控制性能分析

互联电网负荷频率控制对保障电网安全可靠运行具有重要作用,适宜的控制器参数整定使得电网在各种随机扰动下维持系统频率稳定和联络线功率交换值恒定。针对两区域互联电网的负荷频率控制器参数优化整定问题,提出一种基于智能优化算法的控制器参数整定设计方案。该方案采用最小化时间乘误差绝对值积分作为目标函数,运用灰狼优化算法搜索获得最优化的负荷频率控制器参数。灰狼优化算法模拟了狼群的社会分层机制和群体狩猎行为,使得控制器参数优化整定过程具有快速、高效、自适应和精度高等优点。此外,重点考虑了控制器参数不确定性可能导致的控制器性能衰减,讨论了控制器的脆弱性问题。建立了两区域互联电网负荷频率控制系统仿真模型,采用所提优化算法获取PI/PID型负荷频率控制器参数,仿真结果显示所提算法设计PI/PID控制器相比于传统方法和其他的智能优化算法具有更好的寻优能力和控制性能,并且优化获得的控制器在系统参数和控制器参数不确定性下具有鲁棒性和非脆弱性。     

含高比例新能源的吉林电网网架结构加强方案研究

针对高比例新能源并网给吉林电网系统安全稳定带来的严峻挑战,考虑吉林电网现状及"十四五"期间新能源项目规划,分析电网不足并确定电网加强方案,通过国家电网规划仿真计算分析平台进行故障模拟及仿真计算,暂态稳定校验结果表明,在"十四五"规划期间任一500 kV线路发生三相永久性接地故障后,发电机在经过振荡后均能恢复平稳运行状态...     

高比例新能源接入引起的电网充裕度变化研究

针对高比例新能源接入电网时产生的相关问题,对新能源接入后的电网充裕度变化展开研究。首先建立五种充裕度评价指标模型,并提出高比例新能源电力系统充裕度的计算方法,再评估某省风电和光伏装机容量及其在总装机中所占比例在典型日对电网充裕度的影响。评估结果表明随着新能源渗透率的不断提高,电网可靠性和新能源消耗率不断提高。     

智能电网保护及稳定控制系统研究

针对传统保护及稳定控制系统无法适应智能电网要求的问题,对智能电网厂站端和控制中心的系统整合方案进行研究和探讨,在充分考虑保护及稳定控制系统的安全性和可靠性的基础上,提出了智能电网应实现全网协调控制,整合后的保护及稳定控制系统能自适应电网运行,满足大规模新能源接入电网。     

一种电网等值分解及短路计算新方法

近年来我国电网规模及复杂性不断增加,现有继电保护离线整定方法已越来越难满足保护性能的要求。随着广域信息测量及电网通信技术的快速发展,继电保护在线整定无疑是解决上述问题的有效措施,而对大型电力系统网络结构及运行方式进行快速短路计算是在线整定技术发展的一项重要前提。首先提出了一种电力系统扰动域划分方法,在此基础上将复杂大电网等值分解为若干小型子网以简化短路及整定计算求解过程,并进一步基于LDU分解法设计了一种采取并行运算的快速短路计算新方法。基于OPENMP并行计算平台的程序计算结果证明了新方法与传统单核串行计算相比运算速度显著提升,为在线整定技术的发展提供了新的思路及解决方案。     

新能源与多馈入直流的受端电网频率紧急控制策略

为应对新能源对频率支撑能力的削弱和大容量直流闭锁带来的频率冲击,需要进一步研究受端电网频率紧急控制策略。基于详细调速器和负荷模型,分析多维因素影响下的频率特性,把影响频率稳定的多维度因素映射至单一因素表征的低维空间,提出适应高比例新能源和大容量直流接入的频率紧急控制策略,并结合精准切负荷系统扩容场景,提出适应大区电网省间功率交换的两类可中断负荷分配方案。基于实际电网的仿真,验证了所提策略的有效性。     

复杂电网条件下的集中式新能源发电主动控制探讨

分析实际电网特性差异对新能源发电主动控制的需求,介绍主动控制在其他行业应用的情况,讨论主动控制的内涵及外延,进而提出考虑电网、电站(群)与设备在不同时间尺度协同的集中式新能源发电主动控制框架。加强电网、电站(群)与设备的信息交互,可以实现不同对象在不同时间尺度的协同;准确评估电站(群)与设备的运行状态,有助于电网调度部门更加合理制定运行策略;掌握电网调控需求,有助于电站(群)与设备结合自身运行状态,主动适应电网运行状态变化调整控制策略并整定参数。最后,依托所提出的框架对新能源发电主动控制的发展及应用进行展望。     

含抽水蓄能电站的互联电网负荷频率自抗扰优化控制研究

针对发电能源结构的多元化发展给互联电网负荷频率的稳定性控制带来较大的挑战,建立含抽水蓄能电站的两区域互联电网多元混合发电的负荷频率控制模型,提出一种基于粒子群优化算法的负荷频率线性自抗扰控制器参数整定优化策略,通过粒子群算法的迭代寻优计算获得最优的线性自抗扰控制器参数。考虑互联电网各区域发生不同的负荷扰动,在抽水蓄能电站的抽水和发电2种工况下,对所提出的控制方法进行系统仿真。仿真结果表明,通过粒子群算法优化的负荷频率线性自抗扰控制器,与传统PI控制器对比,前者具有更强的抗扰动能力和适应性,系统动态稳定性更好。     

基于暂态频率偏移安全性的低频减载方案优化

基于启动频率和动作延时的低频减载方案应用广泛,但传统整定方法的模型高度简化,整定方案较为粗糙,难以适应运行方式变化.以满足系统最大功率缺额为目标,将基本轮启动判据视为暂态频率安全二元表,定量分析暂态、稳态频率约束,提出基于暂态频率偏移安全性的低频减载方案优化整定方法,并考虑电压波动对低频减载方案的影响,将电压波动折算为频率偏移以提高低频减载方案适应性.仿真表明,该方法能准确整定低频减载方案,有效控制系统频率,并给出系统频率稳定信息.     

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。     

郑州电网继电保护整定计算技术研究

郑州电网是一个包含多个电压等级的复杂电网,提出了一种实现整定计算原则的用户自定义的方法,该方法借助于整定计算平台与整定原则定义分离的技术,解决了在同一软件平台下,不同电压等级整定原则的适应性问题.在整定原则定义中,引入了VBScript脚本语言,利用其可实时编译,快速部署的特性,实现了整定原则的自定义.     

郑州电网继电保护整定计算技术研究

郑州电网是一个包含多个电压等级的复杂电网,提出了一种实现整定计算原则的用户自定义的方法,该方法借助于整定计算平台与整定原则定义分离的技术,解决了在同一软件平台下,不同电压等级整定原则的适应性问题。在整定原则定义中,引入了VBScript脚本语言,利用其可实时编译、快速部署的特性,实现了整定原则的自定义。