考虑功频协调控制的调速功率闭环模型及实践

为实现快速、精准和稳定的机组功率和频率调节、保障AGC与一次调频协调控制合理、满足标准规范和调度考核要求,在现有控制模型、逻辑策略基础上,进一步探究提高机组有功调节性能和AGC与一次调频协调性能的有效方法及实现手段。通过汲取两种常规功率闭环模型的优势,建立了一种新型的调速器功率闭环控制模型,对其控制逻辑与新颖的处理策略加以阐述分析。将该模型应用于异步联网下的云南某巨型水电机组调速器,通过开展调速开度模式和调速功率闭环模式下涉网试验,获得了两种功率闭环模式下的调节响应曲线和重点指标数据,从速动性、精准性和稳定性角度对比分析了两种功率闭环模式相同工况下的调节性能。结果表明:相较于常规功率闭环模型,新型调速功率闭环模型在AGC与一次调频协调配合和减小蜗壳水压波动改善机组运行工况方面有一定优势。

一种基于Prony分析的水电机组调速器PID参数切换方法

随着直流异步联网快速发展,具有随机性的新能源大量接入以及负荷波动的加剧,为确保电网的频率质量,对水电机组的一次调频性能提出了更高要求。目前水电机组调速器通过调整PID参数可满足电网的一次调频需求,但该参数可能又影响系统动态稳定性,引发系统超低频振荡。为解决如上问题,本文提出了一种基于Prony分析的水电机组调速器PID参数切换方法,用不同的控制参数实现分段控制,使得调速器能够同时兼顾一次调频性能和动稳阻尼水平,从而实现从电厂侧抑制电网的超低频振荡。通过对异步后云南电网实际系统的时域仿真,验证了该方法的有效性和鲁棒性。

增强型调速器对电网超低频振荡稳定性的影响

研究了水电机组增强型调速器对电网超低频振荡稳定性的影响。根据增强型调速器主要改进了一次调频死区的特点,利用考虑一次调频死区的调速模型,推导了计及电网稳态频率偏移量的增强型调速器一次调频死区的描述函数,给出了基于描述函数的增强型调速器对电网超低频振荡稳定性影响的理论分析结果,并在单机带负荷系统和云南电网中进行了仿真验证。结果表明,增强型调速器对超低频振荡稳定性的影响与不含一次调频死区的调速系统的稳定性、电网稳态频率偏移量以及扰动大小等因素相关,当电网稳态频率偏移量等于死区设定值时,增强型调速器机组的超低频振荡会发展成自激振荡。

水电机组调速器附加阻尼控制仿真试验

西南电网异步运行后带来的频率稳定问题突出,其中对超低频振荡的抑制的研究成果有待在实际电网中近一步实践。本文首先对超低频振荡问题进行了概述,指出了超低频振荡根源在于水电机组原动机控制系统,随后分析了现有振荡抑制措施的局限性并提出了基于调速器附加阻尼控制(GPSS)的超低频振荡抑制方法。基于时频分析的方法对控制参数进行了整定并在Simulink中搭建了单机带负荷水电机组调速系统模型验证了GPSS的抑制效果。最后,搭建了半实物化仿真试验平台并验证了GPSS的超低频振荡抑制效果,为GPSS在实际电网中的应用提供了实践支撑。

汽轮机阀门管理动态模型辨识方法研究

随着新能源发电占比大幅增大,电力系统电源从可预测的火电和水电变为随机性更高的新型负荷,即难以预测的风电和光伏发电,给火电机组实时平衡带来巨大挑战。汽轮机配汽阀门作为汽轮机中的最为核心的控制执行机构,对汽轮机平稳、安全运行以及频繁调峰调频能力意义重大。然而,阀门管理模型具有强非线性与动态性,传统辨识方法无法满足日益严苛的控制要求。因此,本文针对进汽段高压调节阀门管理模型辨识方法展开研究,将复杂整体模型描述为非线性修正与两个动态模型相互作用的简化模型进行阀门管理动态模型辨识。经实验验证,效果优于传统方法。

基于动力学系统的最优潮流问题可行域刻画

可行域问题是最优潮流问题中的一个基础和重要问题。由于非线性约束的存在,最优潮流问题的可行域通常很复杂。针对如上情况,本文提出了一种非双曲的动力学系统,并用其稳定平衡流形对最优潮流问题的可行域进行了完整刻画。同时,本文通过理论和数值分析验证了所提方法的有效性。最后,应用动力学系统的稳定平衡流形对最优潮流问题的可行域进行可视化,并进一步研究最优潮流问题的可行域在不同约束参数下的变化情况。

计及直流系统影响的交直流受端电网静态电压稳定分析

交直流受端电网的电压稳定特性与直流系统的控制策略和运行状态密切相关。本文提出一种计及直流系统过渡方式的静态电压稳定计算方法,通过对直流换流器在过渡方式中的电压响应特性进行机理分析,构建了直流换流器控制模式的切换策略;在连续潮流方程中引入直流功率参与因子表征在过渡方式中直流系统的参与作用,可有效解决直流馈入功率参与负荷功率增量平衡场景下的静态电压稳定分析问题。南方电网某直流受端区域电网静态电压稳定分析算例验证所提方法的有效性,并对受端直流换流器运行控制策略及直流参与因子等进行了深入比对分析,对交直流受端电网的运行与控制具有参考价值。

利用PSS4B和GPSS附加阻尼控制抑制云南电网超低频振荡的对比分析

针对云南电网超低频振荡问题,对电力系统稳定器(power system stabilizer,PSS)(型号PSS4B)和调速器侧电力系统稳定器(governor PSS,GPSS)附加阻尼控制用于抑制超低频振荡时的特点和效果进行对比分析。首先建立基于单机带负荷无穷大系统的小干扰分析模型,然后以云南电网某大型水电机组为算例,得到机组低频振荡和超低频振荡模式间的同源关系,最后通过特征根轨迹对比分析PSS4B和GPSS2种附加阻尼控制用于抑制超低频振荡时的特点和效果差异。所得的结论对云南电网采取哪种附加阻尼控制用于优化一次调频和抑制超低频振荡具有参考价值。

PSS4B和PSS2B抑制云南电网超低频振荡分析

本文针对云南电网超低频振荡问题,对PSS4B和PSS2B两种电力系统稳定器(power system stabilizer,PSS)用于抑制超低频振荡进行了分析。首先建立了基于单机带负荷系统的线性化分析模型,给出了PSS能够抑制超低频振荡的理论依据,然后以单机带负荷系统和云南电网为算例,通过单机带负荷系统的开环相频特性、闭环特征根轨迹分析和时域仿真,以及云南电网的时域仿真,分析了PSS4B和PSS2B抑制超低频振荡的差异。所得结论对云南电网采用PSS抑制超低频振荡具有参考价值。