基于光伏电站的一次调频控制系统设计

光伏电站大规模接入电网系统,其容量占比越来越高,对电网运行带了极大挑战,迫切需要光伏电站呈现一种可调度性.同时,光伏逆变器的快速响应特性为光伏电站具备快速功率调控,支持系统一次调频功能提供了条件.在此提出场站级自动发电控制(AGC)系统与带死区延时的有功-频率下垂控制组成的协调控制技术,实现光伏电站参与电网的一次调频.最后,在陕西某光伏电站进行试验,通过频率扰动、AGC协调试验两种情况验证了一次调频技术的可行性与有效性.     

基于AGC的光伏电站一次调频控制

逆变器调节速度快,且利用光伏电站的调频能力可降低常规调频备用容量,光伏电站深入参与电网一次调频将是一种很好的选择。本文在光伏电站自动发电控制(AGC)系统基础上增加光伏电站有功-频率下垂控制特性,使光伏电站在无需额外硬件增加或改造基础上实现AGC和一次调频功能一体化集成;其次,增加一次调频和AGC配合策略,实现二者无缝配合;最后,针对有功功率跟踪能力的不足对有功分配策略进行改进,提高了有功功率控制精度,提升了调频贡献能力。经过西北电网组织的新能源电站快速调频试验的验证,基于光伏电站自动发电控制系统的光伏电站一次调频控制具备较好的响应速度和调频贡献能力,能够为电网频率稳定提供支撑作用。     

基于全场控制的风电场一次调频控制方式及其工程化应用

提出了一种基于全场控制的风电场一次调频控制方式以及自动发电控制(AGC)与一次调频协调控制方法。通过加装一套一次调频测控系统实现了风电场全场一次调频功能,风力发电机组本身的负荷调节采用转速控制与桨距角控制方式;完成了风电场一次调频的工程化应用,并进行了阶跃扰动试验、模拟电网频率扰动试验及挂网测试。试验结果表明采用该方法改造后的风电场一次调频性能良好。     

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、...     

葛洲坝水电厂AGC调节与机组一次调频配合缺陷的解决方法

根据自动发电控制（AGC）和一次调频的应用情况,分析了目前葛洲坝水力发电厂AGC及机组一次调频控制模式潜在的配合缺陷,这些配合缺陷限制了其调控效果。提出了利用AGC延迟控制的方法改进AGC与一次调频配合的原则,通过试验和实际运行,取得了良好的效果。     

浅析一次调频与AGC

通过近几年的在新疆电网的一次调频及AGC试验,总结并介绍了一次调频的基本原理以及参数的设置方法和对协调控制系统（或AGC）稳定性的影响,并且对如何在发挥一次调频作用的同时减少对协调控制系统稳定性的影响提出了建议,提出了将DEH一次调频因子（调频量）引入协调控制系统的方法。     

水电厂AGC控制系统性能分析及其优化应用

文章分析了某水电厂AGC存在的问题,提出了AGC优化改造的方案,通过增加调速器功率调节模式,优化PID控制参数,优化AGC与一次调频相互配合关系,合理划分振动区域以达到优化目的。实际AGC变负荷试验的结果表明,经优化后机组AGC性能得到明显改善,能够满足调度的要求。     

水电机组一次调频与AGC典型控制策略的工程分析及优化

分析了云南省内已投运水电机组一次调频与自动发电控制(AGC)的典型控制策略,通过工程试验及数据分析,逐一指出其特点及不足。提出功率控制模式下机组采用斜坡函数作为AGC负荷指令,及采用比例—积分—微分(PID)变参数控制分别满足AGC负荷调节和一次调频响应的不同要求;开度控制模式下机组一次调频动作方向与AGC负荷指令方向相反时应屏蔽AGC负荷指令,以及AGC负荷指令首先响应时,应短暂屏蔽一次调频功能等策略。优化了一次调频与AGC间的逻辑关系,并对文中的典型控制策略给出了合理的可行性建议,为水电机组一次调频与AGC寻找更理想的配合策略提供了参考依据。     

水电机组一次调频与AGC性能试验分析

电网频率的稳定性是保证电网安全运行的关键所在,机组一次调频的有效投入是作为保证电网频率稳定性的重要技术手段。通过阐述水电机组一次调频及AGC性能试验存在的问题,介绍了水电机组一次调频、AGC原理及性能指标,以某机组试验为例,介绍了水电机组一次调频、AGC性能试验及二者协调性试验验证方法,为同类机组试验提供参考。     

火电机组一次调频及AGC全网试验分析

结合西北电网机组一次调频及AGC全网试验情况,对火电机组一次调频及AGC试验中存在的技术问题进行了较为系统、全面的阐述和分析,对一次调频及AGC涉网技术管理工作提出相应的建议。通过试验发现不同电厂机组一次调频性能差异很大,部分机组一次调频性能不能满足电网运行要求,需进行优化和完善。试验结果表明并网机组投入一次调频和AGC功能可显著提高电网频率稳定性,改善电网频率动态品质。     

光伏电站快速频率响应技术研究及应用

随着大容量高比例的新能源集中接入电网,电源结构发生较大变化,电网可用的快速频率响应资源逐步减少,同时大规模新能源基地通过特高压直流外送规模不断扩大,若出现大功率直流闭锁将对电网频率安全造成严重威胁,电网的调频压力及安全运行风险不断增大,亟需新能源参与电网快速频率响应,提升大电网频率风险防控水平。介绍了新能源电站快速频率响应性能要求,面向已有或新建的光伏电站,提出了快速频率响应典型方案,开发了新能源电站一体化控制系统,并在光伏电站开展了示范应用,实现了电站AGC/AVC和快速频率响应功能的集成,达到了光伏电站对电网频率和电压主动支撑的目的。     

水电站机组一次调频与AGC性能优化

阐述了水电站机组AGC与一次调频功能运行现状,并对4号机组进行试验分析,指出机组AGC与一次调频控制存在的配合缺陷,并对不匹配问题进行了优化改进.     

基于光伏逆变器的快速功率控制系统研究及应用

为使新能源功率输出能快速响应系统有功功率和无功功率平衡需求,文中提出光伏电站毫秒级功率控制的系统性方案。首先,基于光伏逆变器的功率快速交换能力,在光伏电站并网点直采电压、电流,实时监测并网点频率和电压变化,根据一次调频参数计算光伏电站有功出力。在此基础上,通过高速环网通信链路群控光伏逆变器进行有功出力,使得光伏电站具备一次调频能力。在无功功率控制方面,文中通过智能多状态序列判别算法实时计算光伏电站并网点对电力系统的阻抗,根据并网点电压波动实时群控光伏逆变器进行无功出力,使得光伏电站具备动态无功响应能力,从而完成光伏电站功率的快速控制。目前该系统已经在淮安金湖光伏电站中试点运行,现场试验数据说明应用文中提出的控制系统可实现一次调频响应时间小于0.15 s,动态无功响应时间小于30 ms的指标,验证了控制系统的有效性和可行性。     

基于模型预测控制的新型电力系统光储电站调频控制策略

光伏渗透率的不断提高降低了新型电力系统的转动惯量,给系统频率稳定性带来了新的挑战,储能出力灵活且迅速,将储能与光伏结合构成光储电站参与电网调频能够提高新型电力系统频率稳定性。光储电站参与系统调频的有功出力受到光照强度、储能荷电系数等多因素的影响,然而现有的与光储电站调频控制有关的研究大多对这些多约束的处理能力较差。在此背景下,提出一种基于模型预测控制的新型电力系统光储电站调频控制策略。该控制策略以最小化系统频率偏差与频率变化率之和为目标,计及光储电站有功出力及总发电量约束,优化光储电站有功出力,并通过控制光储电站有功输出参与系统频率调节。最后,通过仿真算例说明了所提方法相比传统控制策略调频效果更优,能够在考虑多约束的情况下快速精准确定光储电站出力,提高系统频率稳定性。     

基于模型预测控制的新型电力系统光储电站调频控制策略

光伏渗透率的不断提高降低了新型电力系统的转动惯量,给系统频率稳定性带来了新的挑战,储能出力灵活且迅速,将储能与光伏结合构成光储电站参与电网调频能够提高新型电力系统频率稳定性。光储电站参与系统调频的有功出力受到光照强度、储能荷电系数等多因素的影响,然而现有的与光储电站调频控制有关的研究大多对这些多约束的处理能力较差。在此背景下,提出一种基于模型预测控制的新型电力系统光储电站调频控制策略。该控制策略以最小化系统频率偏差与频率变化率之和为目标,计及光储电站有功出力及总发电量约束,优化光储电站有功出力,并通过控制光储电站有功输出参与系统频率调节。最后,通过仿真算例说明了所提方法相比传统控制策略调频效果更优,能够在考虑多约束的情况下快速精准确定光储电站出力,提高系统频率稳定性。     

并网光伏电站的一次调频特性分析

太阳能作为一种可再生、无污染的能源,具有较好的发展前景。当大规模光伏电站接入孤立电网时,将导致系统惯性降低,调频能力不足,威胁到电网的安全运行。针对此,文中改变光伏电站的功率控制方式,设定了光伏电站的减载水平和功频静态特性,使光伏电站参与系统的一次调频。通过在PSCAD/EMTDC软件中仿真分析,表明光伏电站在所提控制策略下实现了一次调频的功能,分担了常规电厂的一次调频压力,减小了系统频率的变化量,提高了系统的频率稳定性,验证了所提方法的有效性。     

光伏发电系统并网电能质量测试数据分析

太阳能是可再生能源,光伏发电是太阳能发电的主流,近些年来,世界范围内太阳能光伏技术和光伏产业发展很快,江西省的光伏电站也在逐渐增加。厚田沙漠光伏电站是江西省内第一个并网发电的光伏发电系统,结合厚田沙漠光伏电站的并网电能质量测试,详细介绍了开展光伏电站并网电能质量测试的步骤,同时依照测试数据对光伏发电的功率变化、电压偏差、闪变以及谐波含量等方面进行了分析,可为今后光伏电站并网测试提供参考,同时为深入研究光伏并网对电网电能质量的影响提供可靠依据。     

光伏直流升压场站并网整体协同低电压穿越控制策略

光伏直流升压汇集场站中,光伏列阵经DC/DC升压后汇集,再由DC/AC换流站逆变后接入交流电网。对于多个光伏直流升压场站并网系统,并网DC/AC换流站输出无功电流大小受自身容量与端口电压跌落程度影响,在协调机制不明确情况下,无功整定困难,靠近故障的场站存在脱网风险。为此,在分析各DC/AC换流站无功出力对端口电压影响的基础上,提出了光伏直流升压场站并网系统整体协同低电压穿越控制策略。进入低穿后,DC/AC换流站检测本地端口电压,立即向电网注入无功进行支撑;总控站利用通信获知各换流站的端口电压,进而协调各换流站的无功电流输出额度。同时,在分工况细化协调机制的基础上,对DC/AC换流站无功电流输出进行通用化整定。仿真结果表明,所提控制策略在交流电网发生故障时,能有效协调各DC/AC换流站进行无功补偿,提高系统整体低电压穿越能力。     

江苏电网侧电池储能电站建设运行的启示

2018年7月18日,中国首批101 MW/202 MW·h分布式电网侧电池储能电站在江苏镇江投运,在夏季迎峰度夏时段充分发挥电池储能系统调峰、调频、应急响应的作用,解决了镇江仿晋分区夏季负荷供电缺口,有效增加了电网的调节手段和调节能力,有助于电网安全稳定运行。投运至今,该储能电站已多次向电网提供自动发电控制(AGC)功率响应、调峰调频等辅助服务。首先分析了镇江电网侧储能电站建设的背景和内在动因,接着从电池选型、一/二次架构等方面介绍其集成方案,并对其AGC控制、应急响应控制以及一次调频控制分别进行了介绍与分析,最后从储能并网相关技术标准制定、储能并网检测工作开展、储能参与辅助服务市场、分布式储能应用研究等方面,深入探讨了江苏电网侧储能电站投运对中国储能技术发展与应用的启示和建议。