集群光伏电站频率主动支撑自校正控制方法

现有光伏电站通过检测频率变化,采用下垂控制调节出力抑制源侧随机无规则出力波动,调频过程存在时间滞后性。基于自校正控制,提出一种可平滑光伏秒级出力波动的光伏电站频率主动支撑控制策略,根据受扰光伏电站光照波动情况,通过前馈补偿主动校正自身有功参考值,重新自适应分配各光伏电站有功给定值,实现在频率明显变化前主动补偿受扰电站的出力波动。基于Matlab/Simulink搭建仿真算例,仿真结果表明：相较下垂控制,自校正控制在扰动下可将频率最低点提高约0.04 Hz,并使得平均频率变化率降低约26.06%,有效提升了系统频率性能。     

电力系统有功功率与频率的神经网络自校正控制

本文基于动态神经网络设计了一种电力系统有功功率与频率的自校正控制器，这种控制器主要由神经网络估计器和神经网络控制器所构成，前者完成对系统模型的动态辨识，后者则实现对发电机有功功率的调整，达到控制系统频率的目的，仿真实验证明了这种负荷频率控制器有效性。     

基于频率恢复控制的逆变器主动同步策略研究

随着微电网的提出,运行于独立和并网双模式的并网逆变器受到越来越多的关注。逆变器并网过程中与大电网的同步问题是实现逆变器平滑并网的关键,如何保证并网过程中频率和相角的精确快速控制是主动同步控制的难点。本文提出了一种适用于下垂控制的主动同步控制策略,该策略采用频率恢复控制方法使得并网逆变器工作频率固定为额定值,主动同步过程只需考虑幅值和相角同步,简化了控制策略,解决了采用传统下垂控制时频率和相角难以实现同时同步的问题。仿真和实验验证了该方法的有效性。     

光伏电站参与电网主动调压的无功优化控制方法

随着光伏发电渗透率以及系统对电能质量要求的提高,常规电源电压调节能力不足,而光伏电站因具有一定的无功容量而具备主动参与电网调压的潜力。在分析光伏电站电压调节特性的基础上,提出光伏电站参与电网主动调压的控制方法;针对光伏电站有功出力与电网负荷大小之间的矛盾性,引入光伏电站负载率和区域电网负荷率的概念,进而确定光伏电站主动调压的控制原理及目标;在此基础上,建立自上而下的光伏电站双层无功优化模型,上层优化模型用于跟踪并网点电压控制目标,下层优化模型将上层优化结果在各组无功补偿单元之间进行优化分配,实现光伏电站参与电网主动调压的精细化控制。以某地区电网为例,验证了所提方法的有效性。     

自校正PID方法在水轮发电机调速系统中的应用

建立了水轮发电机调速系统的CARMA模型 ,给出了模型参数的在线辨识方法 ,设计了调速系统的极点配置自校正PID控制器。仿真研究表明 ,这种控制方法能够有效地克服系统时变、非线性及干扰对控制性能的影响 ,使调速系统的动态性能及鲁棒性都得到明显地改善。     

主动配电网三相电压优化及校正控制方法

研究主动配电网三相电压的优化与校正控制技术,提出了全网集中优化、局部协调校正的控制方法。在长时间尺度内,协调全网有功和无功资源,基于半定规划理论建立计及本支路相间互感的主动配电网三相电压优化的数学模型,实现全网优化控制。在短时间尺度内,利用电压相量对节点注入功率的三相灵敏度建立电压相量校正二次规划模型,实现电压相量校正控制。IEEE 33节点三相标准测试系统的仿真表明,全网优化控制能有效降低网损,局部校正控制能利用最小的功率调整量快速校正越限节点的电压幅值,并减少三相不平衡度。     

基于自校正控制的电力系统分布式计算

分布式计算一方面要求算法收敛性好、通信次数少、计算速度快,另一方面要求通信交换的数据边界化,解除子分区同构限制,保证各分区内部资源的私有性。针对这些要求,文中尝试从控制理论这一角度来分析分布式计算的分解协调问题,通过建立分布式计算过程的控制系统模型,使用自校正控制的方法构建新的分布式算法。基于自校正控制方法的分布式计算能够在保证通信数据边界化的同时,有效降低通信次数,提高算法的收敛速度。算例测试结果验证了所提出的方法的有效性。     

光伏电站接入对多机电力系统低频振荡的影响分析

为了研究光伏电站接入对多机电力系统低频振荡的影响,综合考虑并网光伏电站的动态模型,详细推导并建立了含光伏电站的多机系统状态方程及其线性化模型。在此基础上,选取两区四机系统作为分析案例,采用模式分析法,针对光伏电站接入后系统转动惯量改变和转动惯量保持不变两种典型分析场景,研究不同接入点及不同渗透率情况下光伏并网对于电力系统低频振荡的影响,并通过时域仿真法验证了模式分析的正确性。仿真结果表明:光伏电站不会产生新的低频振荡模式。在转动惯量改变和保持不变的两种场景下,光伏电站的接入对于系统低频振荡的影响存在显著差异,取决于其接入位置与接入容量。最后,通过特征值灵敏度分析,验证了光伏电站不同接入位置、接入容量对于区间低频振荡模式的影响。     

基于混合储能的并网光伏电站有功分级控制策略

针对自然条件下光伏电源有功出力的波动性,以超级电容器和磷酸铁锂电池组成的混合储能系统为基础,制定了有功分级控制策略.首先分析了光伏电站整体结构及混合储能装置的接入方式,然后考虑电网需求利用指数平滑法来实时更新光伏电站整体出力参考值,实现第1级控制.根据储能元件能量存储与功率吞吐特性,提出了以超级电容器为充放电主体的混合储能系统能量管理策略,实现第2级控制,并设计了脉宽调制的控制原理电路.编程计算结果证实了所述方法的有效性.     

大规模光伏有功综合控制系统设计

大规模光伏并入电网后,其出力的不确定性增加了电网运行控制的难度。通过分析大规模光伏接入对电网运行控制的影响,结合光伏电站和调度主站的建设现状,提出了适应大规模光伏接入的有功控制系统架构和设计思路。研究并制定了光伏数据采集通信机制、适应电网多种有功控制需求的光伏有功控制模式及控制性能评估方法,以此建立了横向集成光伏信息采集与监视、光伏有功控制功能,纵向贯穿调度端和厂站端的光伏综合控制系统,实现了调度主站对光伏电站的有功闭环控制。文中提出的综合控制系统已在实际电网得到了应用,算例验证了所述方法的有效性。     

多电平柔性直流输电定有功功率与频率辅助控制

对风电采用多电平柔性直流输电接入电网的控制进行了研究。首先建立了柔性直流输电系统在三相静止坐标系下的详细数学模型,然后导出了在dq0旋转坐标系下的数学模型。对于系统级控制,基于电压向量定向直接电流控制方法提出了适合于风电接入的定有功功率与频率辅助控制策略。另外,设计了定交流电压控制器以及定直流电压控制器。通过PSCAD/EMTDC仿真软件对所提出的模型和控制方法进行了验证,仿真结果表明整个系统具有良好的控制性能。     

变频调速技术在发电厂应用的几个问题

以某燃气轮机发电厂给水泵的调速系统为例,通过分析、比较液偶调速和变频调速的节能原理和节能效益,认为变频调速在调速性能、节能效果和维护维修等方面占有优势,适于在电网中作为调峰负荷的燃气-蒸汽联合循环机组的辅机选用;同时,采用变频调速装置会改变发电厂厂用电系统的设计理念,增加了设备的占地面积,使厂用电电压保护和自启动方式、厂用电接线方式改变。     

光伏电站分层分布式自动功率控制技术

当前含有组串式逆变器的光伏电站,因单台组串式逆变器容量相对集中式小得多,同等容量情况下总逆变器数目大增,这给近年普遍含有组串式逆变器的大型光伏电站厂站自动功率控制系统带来了控制计算、存储容量不足和指令通信下发阻塞严重等问题。为此,文中提出了在中间层增设方阵自动发电控制(AGC)的分层分布式AGC系统结构。文中研究了光伏方阵AGC一体化产品技术实现方案、方阵AGC的功率分配算法与策略,并分析给出了方阵AGC与厂站AGC系统的协作配合策略。工程现场应用测试及仿真分析结果表明所提技术能有效解决当前大型组串式光伏电站AGC系统存在的问题。     

系统保护中跨区直流频率调制与紧急功率支援的协调控制

为了保障中国特高压交直流混联电网的安全稳定运行,国家电网有限公司积极开展电网系统保护的构建,以提升电网的综合安全防控能力。但随着跨区直流作为灵活控制资源在系统保护中的应用,必须考虑直流功率快速变化会同时对送受端电网造成影响。在梳理中国电网系统保护建设的基础上,系统分析了基于频率响应的直流频率调制对大区电网系统保护的影响,进而从保障电网安全稳定运行和提高跨区控制资源利用效率的角度,提出了综合电网就地和远方信息的直流频率调制与紧急功率支援的协调控制方案,实现大区电网系统保护间的协调动作。最后,基于实际电网仿真算例验证了所提控制方案的有效性。     

基于主动支撑型VSCs的新能源电网惯量调控与特性分析

随着新能源渗透率的不断增加,电网的惯量水平和一次调频能力不断下降,导致系统鲁棒性降低。传统电网惯量由同步发电机的旋转大轴提供,为固定不变的刚性惯量,而主动支撑型电压源型变流器（VSC）具有惯量柔性调控特性,可灵活调控系统惯量中心偏向功率扰动点,以提高区域电网的频率稳定。首先推导了2区互联系统的惯量中心点位置,其次介绍了具有同步发电机惯量特性的VSC主动支撑控制策略,最后利用主动支撑型VSC惯量柔性调控特性,调节惯量中心点向功率扰动点偏移,削弱不平衡功率对系统频率的冲击,从而提高系统的鲁棒性。在DIgSILEN/PowerFactory仿真环境中搭建4机2区系统验证了结论的准确性。