基于融合专家知识DDPG的孤岛微电网频率调节策略

随着风、光等间歇性新能源接入到孤岛微电网,传统控制方法在进行频率调节时难以有效协同源-荷-储等多种资源以应对源-荷的随机性波动所导致的频率偏差问题。为此,提出了一种融合专家知识与深度确定性策略梯度(DDPG)的孤岛微电网频率调节算法,通过专家知识的经验规则引导各调控设备与环境高效交互,提升多资源协同频率调节的性能。仿真结果表明所提调频策略能够充分挖掘微网内多种资源的调频潜力,并有效提升调频性能。

集成VSG频率调节与经济调度的微网分布式优化

在通信受限的情况下如何对低惯量孤岛运行的微网同时进行频率调节和综合经济调度,是目前需要解决的难点。建立了含多类型电源虚拟同步机(VSG)的微网调度控制模型,提出了一种集成频率调节与综合经济调度的分布式优化算法,来同时实现微网中的频率调节和经济调度。在综合考虑各类电源VSG成本和收益以及微网整体惯量和备用容量需求的基础上,提出了一个分布式经济调度问题,该问题最小化了各类型VSG参与频率调节所产生的综合成本并提高了微网在扰动下频率的稳定运行能力;在考虑微网逆变器的动态特性的基础上重构优化问题,利用事件触发通信在线感知和补偿供需失衡,解决了最优调度问题。仿真结果表明,所提方法能够避免跨时间尺度的层间协调,提高系统的惯量、调频能力以及经济性,并增强对短期通信故障的鲁棒性。

电池储能系统并网控制策略及频率调节研究综述

随着可再生能源在新型电力系统中的比例不断上升,可再生能源的随机性与波动性以及因电力电子器件的大规模接入所造成的电力系统阻尼与惯性缺失,都严重影响着电力系统的安全稳定。传统的调频机组因其启动时间长、频率响应慢等缺点,已无法满足新型电力系统对频率调节的需求。因此,具有频率支撑能力且响应速率快的电池储能系统受到了广泛关注。为了对电池储能系统参与调频辅助服务进行深入研究,首先,分析了现有电池储能系统的并网控制策略和所受限制;然后,浅析了电池储能系统辅助电力系统实现一次频率调节与二次频率调节的研究现状及改进方向。

基于可变系数的双馈风机虚拟惯量与超速控制协调的风光柴微电网频率调节技术

为了提高风光柴微电网孤岛运行时的频率稳定性,将变速恒频双馈感应风力发电机(DFIG)和柴油机作为调频电源,通过DFIG的虚拟惯量、转速和桨距角的协调控制与柴油机的一次调频相配合,共同抑制负荷波动和风速变化引起的微电网频率变化。低于额定风速时,DFIG采用虚拟惯量控制和超速控制;高于额定风速时,采用虚拟惯量控制和自动桨距角控制。以此弥补虚拟惯量控制作用时转速恢复过程的功率跌落问题,并为微网提供持久的功率支撑。为保证此调频策略在时变风速中的有效性,通过不同风速下的参数分析制定了DFIG的虚拟惯量控制系数曲线与功频静特性系数曲线,实现了可变系数控制。并在DIgSILENT PowerFactory软件平台上搭建了包含柴油机、DFIG、光伏电池的微电网模型,验证了此策略的有效性。

含大规模风电场接入的多端直流系统对交流系统频率调节的作用

通过多端直流系统接入大规模风电将会降低系统惯性,使得系统频率受负载的影响变大。针对该问题,提出了一种在多端直流系统中使用的通过控制直流电压来重新分配功率以达到调节频率作用的功率协调控制策略。此外,对于使用风机惯性响应的情况,提出了一种通过检测直流电压降落的方法来检测系统频率事故的方法,避免了通信延迟和通信失败的可能性。最后,通过在Matlab/Simulink中建立三端直流系统模型进行了仿真分析,仿真结果表明:通过检测和控制直流电压可以正确检测交流系统的频率事故;且结合使用多端直流系统功率协调控制策略和风机惯性响应可以有效解决由较大的负载不平衡导致的较大的频率事故。

摆式调谐质量阻尼器频率调节新方法

针对大型摆式调谐质量阻尼器(PTMD)频率调节较难的问题,提出了一种基于永磁体作用力的频率调节新方法,即在PTMD上附加安装永磁体刚度调节装置,通过调整永磁体产生附加刚度的正负与大小,改变PTMD的等效刚度,继而实现PTMD频率的双向调节。基于拉格朗日方程建立了PTMD与永磁体刚度调节装置耦合系统的运动微分方程,阐述了该频率调节方法的可行性,以及PTMD振动频率随幅值的定性变化规律,最后开展模型试验进一步验证与明确了永磁体作用力对PTMD频率的调节机理。理论分析与试验结果表明:当摆式PTMD质量块两侧均布置相吸永磁体时,PTMD频率降低;当布置相斥永磁体时,PTMD频率增大;PTMD频率调节初步设计时,永磁体作用力的附加刚度理论计算值宜适当折减后作为实际等效刚度,该折减系数可偏保守的取为0.5。

互联电网频率调节动态仿真系统的研制

鉴于已有的电力系统仿真软件对仿真互联电网短期和中长期频率控制不能很好地满足要求,文中利用MATLAB/Simulink建立了针对研究互联电网频率控制与调节的动态仿真系统。该系统能够比已有的软件更全面地反映系统中影响频率调节的因素,更便捷地修改仿真条件和参数,更方便地显示仿真结果。利用该系统可更深入地开展互联电网控制性能评价与考核等相关问题的研究,可作为研究互联电网频率控制的有效工具。

双馈风电系统参与频率调节的小扰动稳定性分析

为了分析风电系统并网后对电网频率的影响,建立考虑调频的双馈风电系统小扰动稳定性分析的数学模型。根据风速的变化,研究功率控制策略,额定风速以下采用最大功率追踪控制,实现输出功率最大;额定风速以上采用恒功率控制,保证整个系统安全稳定地运行;考虑负荷动态模型时,分析风速变化对系统特征值的影响;利用Matlab建模进行时域仿真。理论研究和仿真结果表明,在全风速变化区间,能实现输出功率调节,系统能保持较好的小扰动稳定;增加频率调节环节后,风电系统在一定程度上能参与电网频率调节,有效地改善电网的频率特性,仿真结果验证了该方法的可行性和有效性。

遵循IEC 61850实现变电站自动化系统时间同步的频率调节算法设计

根据IEC 61850标准的要求,将网络对时方式应用到变电站自动化系统中。由于时钟偏差本质上是时钟本身与标准时间源之间频率的偏差造成的,作者以统计学中的艾伦方差分析法为基础,提出一套由软件实现的频率相位混合调节时钟同步算法。具体应用表明,该算法运行24h的平均偏差为3.08ms,最大偏差为15ms,满足变电站层时间同步的精度要求(小于100ms),同时可以有效减少对时间服务器的访问频率,并使时钟曲线更加平滑。

基于压电材料的振动能量收集器的谐振频率调节

振动能量收集器的最大输出电压发生在共振状态,因此其谐振频率应与环境振动频率一致。针对振动能量收集器与环境频率不匹配的问题,采用单自由度模型分析了悬臂梁-质量块结构的振动能量收集器谐振频率等性能,加工并测试了压电式的微型振动能量收集器样机,结果谐振频率的误差最大为6%。通过质量调节方法进一步将样机的谐振频率调节了10.5Hz的宽度。针对50Hz的振动环境,将谐振频率为58.7Hz的样机调节到了50.4Hz,输出电压提高了4倍。

多核系统中基于动态电压频率调节的实时节能调度研究

在实时嵌入式领域,特别是无线移动和便携式计算领域,能耗是首要考虑的因素,这也是多核处理器尚未在嵌入式领域全面展开应用的首要因素。目前针对多核系统的实时应用,基于动态电压频率调节(DVFS)的实时节能调度技术研究得较少,还有许多问题亟待解决。本文介绍了多核系统中动态电压频率调节技术,分析讨论了当前多核系统中实时调度研究进展,主要针对同构多核、异构多核、并行任务模型和弱硬实时模型等方面,深入探讨了多核系统中基于DVFS的实时节能调度。本文结合多核系统、电压频率动态调节节能和实时调度,探索了多核系统中的实时节能调度,奠定了理论和技术基础,具有重大的理论意义和现实应用价值。

光伏发电主动参与电网频率调节的机理分析

针对大规模光伏发电并网致使电力系统转动惯量减小、一次调频能力不足的问题,其主动参与电网频率调节是解决这一问题的重要手段。在分析传统电力系统的频率响应特性的基础上,建立了含光伏发电的电力系统频率动态响应模型。以电网频率变化率初始值、频率最低跌落点、超调量和稳定时间作为评估频率调节动态过程的特征量,定性分析了新型的光伏调频控制策略及调频参数对系统频率动态特性的影响及变化规律。最后,在PSCAD/EMTDC电力仿真软件中搭建两区四机仿真模型,通过时域仿真验证机理分析其有效性和新型调频控制策略的可行性。

基于频率调节的分布式系统时间同步算法设计与实现

为了降低Internet上对NTP时间服务器的访问频率,有效缓解时间服务器资源负担过重的状况,提出了一套适用于分布式系统的基于频率调节的时间同步算法。实验表明,该算法在保障同步精度的前提下,相对于传统的建立在相位调节方式上的时间同步算法,有较好的效果。

NiTi-Al金属基复合材料梁固有频率调节特性理论与实验研究

根据Timoshenko梁理论考虑NiTi回复应力作用,建立了NiTi-Al金属基复合材料梁(简称复合梁)的自由振动微分方程,研究了复合梁的固有频率调节特性.对于悬臂梁,NiTi回复应力使复合梁呈压应力状态,造成固有频率降低,在梁长度80mm、NiTi体积分数8%、预应变3%时,温度由20℃升至80℃,固有频率的减小量可达52.1%.对于固支梁,其内部应力状态取决于NiTi回复应力和热膨胀共同作用,使固支梁固有频率增加的最小NiTi体积分数约为20%.最后,利用超声波焊接技术制造了复合梁,通过热模态实验测试了NiTi-Al悬臂梁固有频率随温度变化规律.结果表明,埋入NiTi能有效调节复合梁固有频率,且实验结果与理论计算结果规律一致.

基于表观质量负刚度效应的调谐质量阻尼器频率调节

以附加惯性飞轮与滚珠丝杠机构的弹簧-质量块单自由度(SDOF)模型为例,综合理论分析与模型试验建立了表观质量引起的负刚度效应模型。分析了将表观质量负刚度效应应用于调谐质量阻尼器(TMD)频率调整的可行性。研究表明:基于表观质量负刚度效应的TMD频率调节方法,采用质量比很小的惯性飞轮封装,即可实现TMD频率较大范围内的高效调节;基于表观质量负刚度效应的竖向超低频TMD设计方法,有效解决了TMD静压缩量偏大的问题。

风能变换系统在电网频率调节中的应用仿真

随着不参与电网调频的变速风能变换系统(WECS)在电网中比例增大,系统频率调节成为重大问题。针对提出了一种新的方法优化了变速风能变换系统(WECS)在电网频率调节中的应用。首先对惯性控制进行改进,将调频功能加入到WECS中;再根据WECS短时间内可以一定范围内任意调节输出有功功率的特性进行改进,使WECS在频率暂态开始时起到更大的作用;然后,再使WECS与传统调频机组协调工作,弥补WECS只能短时支持频率调节的缺陷,使系统频率暂态恢复过程有功功率的注入更合理,减小了频率波动幅度,优化了WECS输出有功功率曲线,完成了WECS的转速恢复。最后给出仿真结果与分析。

基于虚拟惯性频率调节的VSC-MTDC系统自适应下垂控制策略

在传统附加频率控制策略下,多端柔性直流(VSC-MTDC)系统调节交流侧频率易引起较大的直流电压波动。文章提出一种基于虚拟惯性频率调节的VSC-MTDC系统自适应下垂控制策略。首先,通过虚拟惯性频率调节控制,建立直流侧电压与交流侧频率的联系,使VSC-MTDC系统为交流电网频率提供惯性响应,提高系统频率稳定性。其次,考虑换流器的调节裕度,并引入直流电压影响因子,使下垂系数随着直流电压偏差实时变化,由此建立有功功率、直流电压和交流侧频率三者之间的耦合关系,实现VSC-MTDC系统对频率提供惯性支撑,同时保障直流电压稳定。最后,基于PSCAD/EMTDC电磁暂态仿真平台建立四端VSC-MTDC输电系统,并选取交流电网负荷减少、负荷增加和发生瞬时短路故障3种工况,验证了所提控制策略的可行性和有效性。

智能电网节能发电频率调节控制方法仿真

对智能电网节能发电频率进行控制可以有效避免电网安全隐患。传统控制方法的控制目标均为单一电网,难以降低控制负载,容易造成发电频率控制偏差。提出了智能电网虚拟同步发电频率控制方法。以调速单元和励磁调节单元为核心设计结构,制备电网发电控制器作为智能电网的源动输出控制单元;调节智能电网功率,划分调节完毕后电流能量簇,生成能量簇过滤索引;根据能量簇索引传输过滤能量簇,将过滤后的电流引入智能电网中的微网中,根据电网三相拓扑结构频率闭环传递函数,合成矢量空间,接收能量簇感知指令;在微网中生成序列命令;根据三相数值,判断合闸条件,实现电网发电频率调节控制。实验结果表明,利用设计的虚拟同步发电控制方法后,高频电流控制偏差降低了29%,低频电流控制偏差降低了32%,有效达到了降低控制偏差的目的。

软实时系统下动态电压/频率调节算法设计

基于实时DVFS模型,提出满足软实时性约束的DVFS算法SRT-DVFS.该算法利用软实时系统在给定延迟率下允许任务延迟的特点,在EDF算法基础上实现软实时DVFS调度,克服了在软实时系统里直接使用硬实时DVFS算法效率低的缺点.通过模拟实验证明该算法能够满足系统软实时要求.实验结果表明,该算法比LEDF算法节省10%的能量消耗.

分布式电力系统动态模型及频率调节特性研究

针对分布式电源和配电系统建立动态耦合模型,通过对有功/频率特性进行解耦,对存在分布式发电机情况下的分布式配电系统的频率动态性能进行了仿真研究,说明了进行频率二次调节的必要性。