基于电阻变化率和有功功率的混合孤岛检测方法

为解决传统检测方法阈值设置困难、对电能质量影响大的问题,提出一种基于电阻变化率和有功功率扰动相结合的混合孤岛检测方法。电阻变化率作为被动方法,该特征量在孤岛后可快速响应,有功功率扰动模块仅在被动方法怀疑孤岛时开启,自适应注入能使公共耦合点电压越限的最小有功功率。仿真结果表明,该方法可快速正确地检测出孤岛,即便在非孤岛情况下也不会发生误判。

基于重合相有功功率的配电网永久性故障识别方法

针对盲目重合于永久性故障会给配电网带来二次冲击等问题,提出一种基于重合相有功功率的配电网永久性故障识别方法。首先,建立了配电网分相重合时的分析模型,推导了不同中性点接地方式下瞬时性和永久性故障时的重合相有功功率表达式,得到了不同故障性质下有功功率的差异;其次,构建了基于有功功率的永久性故障识别判据,分析了过渡电阻、负荷大小等因素的影响,得到了所提方法在不同中性点接地方式系统中的适用范围并提出了分相重合策略;最后,通过PSCAD/EMTDC仿真结果验证了理论分析正确,以及所提永久故障识别方法耐过渡电阻能力较强。

相间短路故障条件下级联H桥光伏逆变器的有功功率回流抑制策略

针对现有零序电压补偿策略无法有效抑制级联H桥光伏并网逆变器在电网不对称故障期间存在有功功率回流的问题,定量分析现有零序电压补偿策略的局限性,提出一种正负序最大最小值谐波零序电压注入控制策略,该策略能有效缩小过调制区域,扩大级联H桥型光伏并网逆变器在相间短路故障条件下的运行范围。实验结果验证了所提出控制策略的有效性和可行性。

基于阻尼功率调整的虚拟同步机有功功率控制方法

针对虚拟同步机控制技术中阻尼系数的引入无法同时抑制输出有功的暂态震荡和稳态偏差的问题,提出了一种基于阻尼功率调整的虚拟同步机有功功率控制方法。首先分析了常规虚拟同步机有功功率控制存在的主要问题,然后在常规控制策略中增加了一个比例积分控制器,用于调整阻尼功率,使暂态阻尼功率不为零,实现有功功率震荡和超调的抑制,同时使稳态时阻尼功率为零,实现有功功率稳态偏差抑制。Matlab/Simulink仿真结果验证了所提方法的有效性。

基于BP神经网络的并网光伏电站有功功率控制

光伏电站的输出功率受到天气等环境因素的影响,具有不确定性,提出一种大型地面并网光伏电站有功功率控制方法。利用BP神经网络对大型地面并网光伏电站输出功率展开预测,通过学习光伏电站发电单元组件的功率输出特性,获取各个组件的最大输出功率,利用递归的方式依次对光伏逆变器展开计算,获取逆变器的运行数。根据计算结果向光伏电站内的逆变器下发相应的动作指令,当光伏电站内所含逆变器全部完成指令动作后,实现对大型地面并网光伏电站有功功率控制。经实验验证表明,所提方法可以对不同环境下的光伏电站输出功率展开准确预测,且全时刻发电达标率较高。

35 kV配电网有功功率潮流调节偏差控制方法

常规的配电网有功功率潮流调节偏差控制方法忽视了无功功率潮流的补偿,降低了潮流调节偏差控制效果。因此,设计了35 kV配电网有功功率潮流调节偏差控制方法。首先,通过控制发电设备的出力可以实现对有功功率的调节。根据系统负荷变化情况,调整发电设备的出力可以使得系统的有功功率匹配系统负荷需求,进而修正潮流调节偏差。其次,通过改变变压器分接头的选取,可以调整变压器的输出电压,从而使得潮流在配电网中的分布更加均衡。同时,通过在配电网中采用HHUPFC控制器,可以补偿潮流中的无功功率,提高系统的功率因数,进而改善潮流分布和降低潮流调节偏差。针对35 kV配电网的特点,该方法还采用单独调节配电网首端电压幅值、线路电抗和首末端相位差等措施。通过分别调节这些参数,可以精确控制潮流的分布,使得潮流调节偏差得到有效控制。通过对比实验验证,该方法在潮流调节偏差控制方面具有更佳的效果。

考虑配电网波动的风光储互补系统有功功率控制系统

为了解决风光储互补系统稳定运行中功率补偿不足、耗能不够经济的问题,提出一种考虑配电网波动的风光储互补系统有功功率控制系统。系统构建时充分考虑风力发电系统与光伏发电系统之间的协同作用,同时对储能做出针对不同运行状态的优化控制。通过对风光储互补系统的实时在线优化,保证风光储互补系统在运行时更加经济高效,减少不必要的耗能以及避免产能过剩。结合某地风光储互补系统进行实际算例分析,改进系统能够更好促进风光储互补控制,减小有功功率偏差,及时调整方案。

大规模风电并网后电力系统有功功率调度模型

为了保证大规模风电并网后电力系统能够稳定运行,解决现有有功功率调度模型存在的调度效果不佳、调度成本高的问题,对电力系统有功功率调度模型进行了优化设计。选取大规模风电功率场景作为有功功率的调度范围,在该场景内模拟风电并网过程,分析并网后对电力系统产生的影响。根据功率时序特征的提取结果和电力系统潮流计算结果,预测电力系统的有功功率值。通过功率分配、调度量计算、约束条件设置等步骤,完成大规模风电并网后电力系统的有功功率调度。通过实例应用分析实验得出结论:与传统调度模型相比,应用设计调度模型得到的有功功率输出结果更接近期望值,且调度成本降低了2.7万元。

有功功率的配电网单相高阻接地保护方法

常规的配电网单相高阻接地保护大部分不会展开适应性测定,为此,文章提出对考虑有功功率的配电网单相高阻接地保护方法的设计分析。首先进行高阻接地保护特征量构造及整定原则设置,结合有功功率背景,展开配电网高阻接地保护适应性测定,确保保护处理结果的稳定,然后以此为基础,采用极性校验的方式来完成接地保护处理。测试结果表明,针对选定的4条馈线,分别在120Ω、155Ω和180Ω3个环境下,测定出配电网单相高阻接地保护最终的耐高阻能力均可以达到255.5Ω以上,说明此次设计的接地保护机制更加稳定、高效,针对效果更佳,保护效果显著提升。

光伏电站有功功率控制及功率预测分析

功率控制是确保电站发电运行稳定的关键,而功率预测是保证能源调度合理的有效措施。为使光伏电站功率输出稳定和准确,本文对光伏电站发电功率特性、功率控制原理展开研究,建立BP神经网络模型,搭建预测系统,完成光伏电站有功功率预测,最终采用误差计算模型,分析功率预测误差,并通过有功功率控制系统,保障功率输出稳定、科学。

基于储能分量补偿的新能源发电有功功率平滑输出策略的研究

由于新能源发电间歇性和波动性较强,对电网的冲击比较大,电网很难大规模接纳新能源。通过研究新能源有功功率平滑输出时的大规模并网问题,提出新能源储能分量补偿方法的理论基础,设计储能并网的仿真模型,得到新能源发电有功功率平滑输出策略方法,最终实现新能源发电有功功率的平滑输出。

基于DFIG稳态有功功率下限和电网小扰动稳定灵敏度的DFIG有功功率备用容量范围

随着风电并网的快速增加,要求风电机组如双馈感应风电机组(doubly-fed induction generator,DFIG)参与电网有功平衡和频率稳定,为此需要确定其有功功率备用容量范围。提出了超速模式下确定DFIG有功功率备用容量范围的方法。建立了并网DFIG的潮流模型,计及转速与转子侧变流器(rotor-side converter,RSC)的容量约束,确定了DFIG稳态有功功率下限。在此运行方式下,对电网进行了特征值分析以发现危险模式。考虑转差率影响初值和状态矩阵,拓展了潮流雅可比矩阵,建立了危险模式对转差率灵敏度的解析表达。根据上述灵敏度,筛选出与转差率强相关的危险模式,通过调节PI参数或/和转差率以消除危险模式。最后根据转差率取值确定出DFIG有功功率的备用容量范围。算例仿真结果验证了所提算法的正确性和控制效果。

考虑不变桨风速范围的风电机组有功功率控制

对于现有基于风轮被动变速的有功功率控制(APC)方法,桨距角改变仅发生在风轮转速达到转速边界时,而且由于其根据反馈控制律调节,被动变速风轮桨距角设定具有很强的随机性。研究发现,桨距角会明显改变被动变速风轮的动态特性,随机设定的桨距角难以适配实际风速的波动范围,引发风轮超速和电磁功率跌落。为此,文中基于不变桨风速范围指标,建立被动变速风轮桨距角与风速变化范围之间的适配关系,并提出考虑不变桨风速范围的风电机组APC方法。该方法通过增加桨距角设定环节,动态设定适配风速波动范围的桨距角,可克服现有APC方法中桨距角设定的随机性,从而降低风轮达到转速边界的频次,缓解风轮超速和电磁功率跌落。最后,基于风电机组动模实验平台的实验验证了所提方法的有效性。

基于机组分类的风电场有功功率分配方法研究

针对单一风速预测方法预测精度不高,以及按风速比例进行风电场机组功率分配时,跟踪功率调度指令误差较大的问题,提出一种组合风速预测方法,并基于机组预测风速、当前风速及输出功率的机组分类,提出一种风电场有功功率分配方法。采用模糊C均值分类方法对机组进行分类,根据分类结果确定功率调节优先级,将功率指令分配到不同类机组,再按某一类各机组输出功率的比例分配至每台机组,实现整个风电场有功功率分配。以某风电场实际风速数据进行风速预测和有功功率分配仿真研究,仿真结果表明,该文提出的组合风速预测方法和风电场有功功率分配方法具有风速预测精度高、风电场输出功率跟踪精度高,参与有功功率调节的机组数目少的优点。

多能互补下水电站有功功率协调控制特性研究

【目的】研究多能互补运行方式下水电站有功功率协调控制特性。【方法】构建多能互补调节模式下水电站有功功率控制模型,用电网考核标准评估响应能力,分析不同水头、各调节参数对水电站协调控制特性的影响,并用遗传算法对各参数进行优化。【结果】水电站在低水头下调节性能较好,在高水头下易发生出力振荡,调节性能变差;脉冲周期越大越容易发生出力振荡;最大脉宽越小水电站调节特性越好;最小脉宽影响调节精度;脉宽计算参数与调速器积分时间常数越小调节越快,但易振荡,其越大调节越稳定但跟踪能力差;用遗传算法得出的最优参数,实时出力跟踪好,且满足电网考核。【结论】水电站在高水头工况下有功功率协调控制能力较差,且调节易产生超调和振荡;机组调节参数对水电站协调控制能力影响较大,若取值不当则会导致调节性能变差;利用遗传算法对调节参数优化能有效提高多能互补系统功率调节品质。

基于反馈线性化与非线性扰动补偿的液压型风电机组有功功率控制研究

液压型风电机组并网后不能直接发电,需要对有功功率进行控制,而风能具有随机性和波动性,导致该系统具有时变性和非线性,故需解决外部扰动下风机有功功率的精准控制。采用反馈线性化解决液压主传动系统非线性问题,采用非线性扰动观测器快速精准观测外部扰动对系统输出功率的影响,设计了不匹配扰动下的有功功率补偿控制器,精确补偿扰动对系统输出功率的影响,最终得到了液压型风电机组有功功率控制策略。基于30 kV·A液压型风电机组半物理模拟实验平台,使机组输出有功功率能够精准跟随目标转速变化,有功功率绝对误差为±0.05 kW,稳态误差在3%~5%范围内。

高比例新能源电力系统有功功率与频率控制研究综述及展望

随着“碳达峰·碳中和”战略目标的推进以及新型电力系统建设逐步开展,以风电、光伏为代表的新能源持续快速发展,大规模新能源的强不确定性和随机性对电力系统安全稳定经济运行构成了巨大考验。首先,深入分析了高比例新能源电力系统有功功率与频率控制在实时平衡、调频资源、市场发展、安全防御等方面面临的形势与挑战;其次,介绍了多控制区协同控制、多类型资源有序调用、经济调度与自动发电控制的协调配合、安全事件检测与防御、智能化与新技术5个方面的核心问题和研究进展;最后,围绕多控制主体有功频率控制、海量泛在资源协同控制、辅助服务市场闭环控制、风险防御能力提升、人工智能技术深化应用等重点研究方向进行了探讨和展望。

基于改进模糊AHP的风电场有功功率分配方法

针对基于模糊评价的风电场有功功率分配中,模糊参数较多的问题,提出一种改进的模糊层次分析法(Analytic Hierarchy Process, AHP)的风电场有功功率分配算法。考虑变速变桨风电机组限功率调节特点,采用AHP方法确定变速和变桨系统的相对权重系数,结合TS(Takagi-Sugeno)模糊模型评价全风速限功率运行机组的功率调节能力,并完成基于功率调节能力的风电场有功功率分配。最终在MATLAB上验证文中所提算法,仿真结果表明,与模糊评价风电场分配算法相比,文中模糊参数少,风电场有功功率输出波动小,并且机组的桨距角行程小。

风光储联合发电系统储能容量对有功功率的影响及评价指标

风力发电、太阳能光伏发电以及储能的技术特性、容量配置及控制策略对联合发电系统总有功功率特性有重要影响。分析了风光储联合发电系统的结构特点、数学模型和技术特点,提出了一种储能单元充放电优化模型,该模型以有功功率波动最小为目标函数,其约束条件考虑了每个步长的储能初始容量和储能充放电控制策略。根据该模型,提出了衡量风光储联合发电系统有功功率波动的3个指标,并结合评价风光储联合系统供电可靠性指标,综合评价总输出功率特性,通过Matlab编程进行了实例验算,分析了有功功率特性随储能容量配置方案的变化趋势及各指标的意义。

基于尾流和电气损耗的风电场有功功率提升控制策略研究

该文针对风电场受尾流效应和电气损耗造成有功功率过低的问题,进行风电场有功功率提升控制策略的研究。建立立尾流模型、风力机能量转换损耗模型和集电线路损耗模型。在各个模型的基础上,提出单机最大功率跟踪有功控制、风电场最大功率捕获和风电场总损耗最小化无功控制策略,结合PSO算法求解控制最优解。应用优化后的控制策略,风电场有功功率得到了显著提升。