基于Matlab的大型火电机组一次调频特性仿真

大型发电机组的一次调频对保持电力系统频率稳定、防止因突发的负荷变动及发电机跳闸等功率突变造成的频率波动,引发连锁反应至关重要。为研究大型火电机组的一次调频特性建立了基于Matlab Simulink工具的仿真平台,并给出了利用此平台进行大型火电机组一次调频特性和影响因素研究的结果。该平台为大型火电机组机炉协调运行方式和参数整定等研究提供了定量分析手段。     

风电参与一次调频下电力系统的动态潮流计算

风电机组参与电网一次调频是风电技术发展的趋势,其一次调频特性不同于常规同步发电机组。动态潮流主要模拟电力系统出现扰动后的一次调频过程,其计算主要由频率计算和常规潮流计算两部分组成。针对含风电一次调频电力系统的动态潮流计算,建立采用超速与变桨协调调频控制策略的变速风电机组一次调频特性;频率计算中提出不平衡功率分段分配方法,并采用一级三步RK法求解系统频率微分方程;常规潮流计算中提出4种新型节点类型,采用传统牛顿拉夫逊法求解节点功率方程组。改造后的IEEE 14节点算例系统动态潮流计算结果验证了所提方法的正确性和有效性,为风电参与一次调频的分析及其控制系统设计提供了一定的依据。     

水电机组一次调频功能关键问题的分析与探讨

本文针对水电机组一次调频功能的调速器PID参数的优化设置、一次调频的最大调整负荷限幅、功率反调节对一次调频性能的影响、一次调频调节的目标值、一次调频动作次数的统计、转桨式机组参与一次调频的影响、一次调频和AGC负荷调整的矛盾、一次调频的监视和考核、水轮机调速器的功率调节、电力系统频率控制研究等关键问题进行分析和探讨,提...     

晶闸管电子负荷在孤网频率振荡抑制中的应用

在电力系统运行过程中,出现大型负荷突然丢失而发电机调节能力不足时,系统频率升高,频率和功率发生振荡,甚至会导致系统崩溃。在只有数台发电机的孤岛供电系统中,发电机调节能力有限,常规负荷需要担任生产任务,并不能参与调频,故孤网系统缺乏有效的调频手段。文中提出一种基于晶闸管控制的电子负荷装置,对其工作原理、孤网频率振荡抑制机理和控制策略进行分析,基于实时数字仿真系统(RTDS)研究不同参数下电子负荷装置在频率振荡抑制方面的效果。研究表明,采用电子负荷装置可以通过负荷动态控制参与一次调频,为孤网频率振荡抑制提供了新的思路。     

火电机组一次调频功率响应特性精细化建模

由于火电机组的功率响应具有较强的非线性特性,常规线性模型难以精确反映机组实际的一次调频响应特性.通过分析汽轮机阀门流量特性、主汽压力等关键因素对机组一次调频功率响应特性影响,引入阀门流量特性和主汽压力耦合函数、主汽压力模型和调节级压力-负荷动态转换系数,在典型汽轮机模型基础上构建火电机组一次调频功率响应特性精细化模型....     

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PSCAD的区域闭环频率调速系统在不同负荷扰动下的调频参数分析

一次调频是调速系统根据电网频率变化,自发调整机组负荷,确保电网频率稳定的重要途径之一。通过建立典型发电机组一次调频模型和调速系统模型,将控制区等效为一个同步发电机群,进行不同负荷扰动时的仿真试验,分析一次调频参数对控制电网频率的影响,得出参数对控制系统稳态性能和动态性能的影响规律,可作为实际控制系统中参数设置的重要参考。     

适应电网快速调频的热电联产机组新型变负荷控制策略

大型发电机组的一次调频特性对电力系统频率稳定与电能质量至关重要。热电联产机组热网中存储了大量蓄热,在短时间内利用这部分蓄热可以显著改善机组的调频性能而又不影响热用户需求。建立了机组释放蓄热的静、动态模型与热电耦合特性模型,提出了“供热抽汽快速动作、锅炉燃料精准追踪、供热抽汽缓慢恢复”的快速变负荷控制思路,并据此设计了供热抽汽调节与传统协调控制相结合的新型变负荷控制方法。以某330 MW机组为例进行了仿真验证,结果表明所提出的控制策略实现了供热抽汽的快速调节与主动恢复,缩短了机组跨出负荷响应死区的时间,提升了机组的变负荷速率,有效改善了机组的自动发电控制(AGC)性能。     

燃煤机组不同灵活性调节方案参与一次调频过程的经济性分析

提高燃煤发电机组运行高效灵活性是提高电网运行安全性的有效手段。采用GSE软件搭建了660 MW超临界燃煤机组动态仿真模型,研究了一次调频过程中4种热力系统调节方案下的主要热经济性参数和蓄热量的动态特性,定义了一次调频过程的热经济性指标,最终分析了一次调频作用时间和调节方案对平均标准煤耗率差值的影响规律。研究表明：一次调频升负荷过程,4种不同调节方案中的汽轮机输出功率和发电厂总效率均迅速升高,而发电标准煤耗率规律正好相反;锅炉和汽轮机系统蓄热量降低是4种方案可以参与一次调频的本质原因;平均标准煤耗率差值的最小值为-22.15 g/（kW·h）,出现在高加抽汽节流方案下且一次调频作用时间为90 s。     

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。     

高风电渗透率下变速风电机组参与系统频率调整策略

考虑负荷波动、风电有功输出的随机性,针对电力系统对大规模风电并网时电能质量、经济性、负荷支撑和快速响应等多方面的需求,提出了一种高风电渗透率下变速风电机组参与系统频率调整的多时间尺度协调优化策略。根据变速风电机组运行特性,制定不同风速工况下风电机组的减载控制,并在不同时间尺度对机组间的调频出力进行协调,使惯性与一次调频相结合,实现频率调整优化。结果表明该策略下变速风电机组不仅能够有效地为系统提供惯性支撑,并且具备灵活、可控的静态频率响应特性。     

一次调频的随机过程分析

传统的一次调频概念属静态范畴，不能满足生产实际的需要，该文从随机过程的角度来分析电力系统的一次调频过程，指出了原来基于静态假设得到的负荷分配公式的不足之处，最后得到两个修正系数；动态修正系数和机型系数。其中动态修正系数表示考虑动态特性之后电网周波方差的增大程度；机型系数表征了在考虑动态特性后由于发电机组结构形式的不同所分配到的负荷多少的变化程度。修正的公式可用于研究电网的调频问题。     

一次调频参数对超超临界二次再热机组性能的影响

二次再热机组流程复杂,惯性较大,其一次调频特性对电厂的运行稳定性、灵活性影响较大。以GSE仿真平台为基础,采用JTopmeret模块和自定义程序相结合的形式,建立了超超临界二次再热汽轮机的仿真模型与一次调频模型,并对此模型进行了精度校验。在此基础上,研究了二次再热机组参与一次调频过程中的热力参数响应特性,分析了负荷阶跃幅度、调速不等率对二次再热机组一次调频特性的影响。结果表明：当机组的负载功率增加时,二次再热机组一次调频控制系统开始动作,在动态调节过程中,实时频率小于50Hz,在达到稳态后,一、二次再热蒸汽的流量、压力变化相对值大于主蒸汽流量、压力变化相对值。在二次再热机组一次调频过程中,频率的动态超调量随负荷阶跃幅度的增大而增大,随调速不等率减小而增大。频率的调节时间随着负荷阶跃幅度的增大或调速不等率的下降而延长。与一次再热机组相比,二次再热机组一次调频控制系统动作较快,但调节过程中最大超调量较大。     

基于频率响应特性的储能辅助电网调频方法

新能源渗透率的提高，增加了电网频率控制的复杂度，储能辅助电网调频能在一定程度上缓解该问题，但受储能运行的安全性与经济性约束，需要调频措施更具针对性。本文对此展开研究，提出一种基于频率响应特性的储能辅助电网一次调频方法。首先，在储能辅助电网调频模型基础上，选择惯性加下垂的储能辅助电网调频综合控制方法，通过电网频率变化率(rate of change of frequency，RoCoF)、频率偏差与调频需求的关联性分析，设计基于频率响应特性的调频需求分区规则；然后，根据不同调频需求对应的分区判断，对储能有功输出方式进行动态调整，以响应调频需求的不确定性；在此基础上，针对调频需求与储能出力需求、储能出力强弱与其循环使用寿命间的矛盾关系，通过多目标优化问题的设计与求解来予以平衡。最后，仿真结果验证了所提方法能够在保证电网调频效果的基础上，有效降低储能充放电深度。     

互联电网频率响应标准

从电力系统一次调频原理出发,通过采集华东电网事故时的频率数据,详细分析华东电网的频率响应特性,用初始频率、准稳态频率、最大动态频率偏差等参数加以表征,解构了频率变化的不同阶段及其特性,揭示了电网一次调频能力的重要性。指出互联电网必须对发电机组的频率响应作必要的约束和规范,才能保证系统的一次调频能力在事故时完全发挥出来,否则容易导致系统低周减载装置动作,造成不必要的负荷损失,大幅度降低系统的可靠性。并结合电网的频率管理体系,指出了电网频率响应标准的具体发展方向。     

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.     

高比例新能源接入下计及工业负荷特性的电网需求响应调控策略

为挖掘需求侧调节潜力,提出一种高比例新能源接入下计及工业负荷特性的电网需求响应调控策略。设计一种基于工业负荷需求响应的滚动调度框架,通过分析不同类型工业负荷的生产特性,挖掘工业负荷的需求响应潜力;针对新能源和负荷的不确定性,提出一种结合特征损失的条件深度卷积生成对抗网络场景生成方法,为系统调控提供不同时间尺度下的典型场景集;基于生成的场景集,以系统总运行成本最小为目标,提出多场景随机规划结合随机模型预测控制方法,构建多时间尺度滚动调度优化模型,求得不同阶段工业负荷需求响应的最优策略。改进IEEE 30和IEEE 118节点系统的仿真结果验证了所提模型及策略的适用性和有效性。     

计及电动汽车辅助调频的负荷频率控制联合优化

当电动汽车利用车网互动(V2G)技术参与电网一次调频时,其下垂控制特性会影响原负荷频率控制的调频性能。基于此,提出了一种计及电动汽车辅助调频的负荷频率控制联合优化方法。建立了含电动汽车的多区域多机组系统的负荷频率控制模型;在此基础上,针对电动汽车电池特性及二次调频出力的有效工作范围,考虑系统内机组的特性等,以时间乘以误差绝对值积分(ITAE)为目标函数,建立了电动汽车辅助调频与传统机组二次调频的联合优化模型,并利用粒子群优化算法进行求解。在MATLAB/Simulink中针对阶跃负荷扰动及长时间随机负荷扰动的情况,对联合优化前、后系统的动态响应进行了对比分析。仿真结果表明:所提联合优化方法能有效地改善负荷频率控制的稳态响应速度、优化系统的调频性能,并且能够保证用户对电动汽车的用电需求。     

考虑风电机组超速减载与惯量控制的电力系统机组组合策略

随着风电渗透率的提高,电力系统将面临惯量支撑和频率响应能力不足的问题.风电机组通过虚拟惯量控制及超速减载控制可具有调频能力.文中在传统机组组合模型的基础上加入计及风电机组调频的频率动态约束.首先,推导风电机组不同减载量下的虚拟惯性时间常数大小.然后,对计及风电机组调频的多机系统建模,并推导扰动后频率最低值的表达式.接着,构建考虑动态频率约束的机组组合优化模型,并采用多元分段线性化技术解决频率约束高度非线性特征的问题.最后,以含风电并网的10机系统为例进行计算分析,结果验证了风电机组参与调频在机组组合决策中的可行性.所提模型与传统机组组合相比,在满足经济性的同时提高了系统稳定性.