基于分布式模型预测控制的风电场参与AGC控制方法

随着风电并网规模的不断扩大,常规电源调频已很难满足系统频率稳定性要求,需要风电集群参与系统调频。首先根据风电集群并网特点,建立含风电集群的多区域互联系统自动发电控制(automatic generation control,AGC)模型;然后根据风电场的超短期功率预测值判断风电场在调频过程中的备用容量,基于分布式模型预测控制原理,以尽量利用风电参与AGC控制、减少火电机组出力为目标,提出一种含风电集群的多区域互联系统AGC控制方法。即利用风电场的备用容量实现风电场参与AGC控制,减少常规电源调频压力。最后通过算例分析,对所提出策略的可行性与有效性进行了验证。

考虑风电功率爬坡的功率预测—校正模型

随着大规模风电接入电力系统,风电功率爬坡事件对电网的安全稳定运行带来一定的影响。研究爬坡事件发生时的功率预测已越来越迫切。基于极限学习机理论,提出了一种考虑风电功率爬坡事件的超短期功率预测和校正模型。首先,利用最优旋转门算法对当前爬坡事件进行识别,提取爬坡事件特征值,建立模糊C均值聚类模型以得到同类数据,在此基础上,采用极限学习机算法对上述数据进行训练、预测,通过元组向量时间扭曲法在历史风电功率预测爬坡事件库中寻找与当前风电功率预测结果相似的爬坡事件,得到功率预测历史相似爬坡事件。最后,利用功率预测历史匹配值与实际值之间的特征值误差,对风电功率预测结果进行修正。算例表明,所提方法可准确识别风电功率爬坡事件、有效提高风电功率超短期预测精度。

调峰约束下考虑发电优先级的风电有功控制策略

针对集群风电场分别接入电网不同外送断面的特点,提出了调峰约束下考虑发电优先级的风电有功控制策略。所提控制策略按照弃风的严重程度,为各风电场设定不同发电优先级,结合电网消纳能力、风电场的装机容量和发电能力等因素计算各风电场的有功指令。指令控制周期内调峰约束与断面约束的配合、调峰目标值校验和强制触发策略的设计既保证了充分利用电网消纳能力和外送断面容量,又确保了调峰约束和断面约束的安全极限;高优先级风电场的钳位控制策略有效避免了电网消纳能力快速变化时低优先级风电场的有功大幅波动。冀北电网的实际运行结果证明了所提控制策略的有效性。

基于模型预测控制的风电集群多时间尺度有功功率优化调度策略研究

风电集群有功功率多时间尺度优化调度是提高风电集群精细化调度水平,促进风电消纳的有效技术手段。为有效克服已有方法在风电集群有功功率控制效果差、跟踪调度计划误差较大的不足,基于模型预测控制理论,提出一种风电集群有功功率多时间尺度协调调度新方法。该方法基于方差–协方差变权重组合预测模型对日前风电功率进行预测,依据风电集群出力特性,考虑风电功率的上升、平稳、下降等主要变化趋势,建立有功功率动态变化优先次序集。在日前调度阶段,考虑风电集群预测值与调度值的偏差,建立以风电消纳最大化为目标的调度模型;在日内调度阶段,为减小风电集群日前预测误差带来的不利影响,采用模型预测控制技术实现风电集群有功功率有限时域滚动优化和实时反馈校正,其中,反馈校正环节以当前时刻风电集群输出状态为新一轮滚动优化调度的初始值。以某大规模风电基地实际数据为算例,结果表明,文中所提方法提高了风电集群有功功率调度精度和平稳性,可以有效协调风电集群有功功率日前调度、日内滚动及实时调度,进一步增加风电集群输出功率的平滑性。

一种三电平光伏并网逆变器SVPWM简化算法

三电平光伏并网逆变器在开关器件选型、并网电能质量、整机效率方面具有明显优势,在太阳能发电系统中得到越来越多研究和应用。传统α-β坐标系下的三电平空间矢量脉宽调制(SVPWM)算法比较复杂,有大量除法和开方计算;60°坐标系下三电平SVPWM算法不仅需要派克(Park)变换,还需要将变换后的结果转换到60°坐标系。通过对比不同三电平SVPWM算法,根据光伏并网逆变器的特性,提出一种基于电流无差拍控制的三电平光伏并网逆变器SVPWM简化算法。该简化算法依靠参考角度大小判断SVPWM参考矢量所在位置,大大简化计算量,适用于成本较低的通用型单片机;将输出电流过零点位置区域精细化,降低了输出电流的谐波畸变率。通过Matlab/Simulink进行仿真分析,仿真结果证明了所提方法的有效性。

风电集群有功功率模型预测协调控制策略

大规模风电的不确定性会造成其有功功率跟踪控制指令偏差大,导致输电断面功率越限,传统控制方法难以有效抑制风电随机性带来的功率波动。为此,该文提出一种风电集群有功功率模型预测协调控制策略。以超短期风电功率预测信息为基础,充分利用当前时间断面以及未来4个时间断面的预测信息,提出基于功率变化趋势因子的风电场动态分群方法,制定多工况下风电集群有功功率滚动时域优化控制策略,实现风电集群上调节控制、预警控制、下调节控制和紧急控制。搭建风电集群有功功率实时控制仿真测试平台,使用华北地区某风电集群的实际数据进行实验研究,结果表明,所提控制策略不仅能保证输电断面安全,而且能有效抑制功率波动。

张北柔直电网运行协调控制关键技术及控制策略探讨

介绍了张北柔直电网基本特点及其与舟山、厦门柔直电网的主要差异,阐述了张北柔直电网中的运行协调控制关键技术及解决的问题,梳理了各换流站在不同运行模式下的运行控制策略,最后以一种典型故障为例分析了在不同控制模式下各换流站的功率转带特性,提出了一种解决新能源送出孤岛故障条件下功率不平衡的解决方案。

电网调度可视化平台的实现与展望

随着电网运行信息日趋复杂,可视化展示在电网调度业务中起到愈发重要的作用。文章采用先进的数据存储与展示技术,结合冀北电网实际情况,搭建了新型调度可视化平台。基于该平台完成了电网概况介绍可视化界面及配套控制系统、图形编辑器,实现了负荷与出力以及新能源发电相关信息的实时展示,并就信息集中、气象监控、风险评估三个方向对调度可视化平台的发展进行了展望,起到了一定的指导作用。

含柔性直流电网的交直流网络潮流计算方法综述

为解决大规模新能源并网和消纳问题,基于柔性直流输电的直流电网技术备受关注。相比传统高压直流输电,基于电压源型换流器的直流电网运行方式更为灵活,其控制方式的多样化将使得传统潮流算法不再完全适用。总结了目前含柔性直流电网的交直流网络潮流计算的相关文献,分析了两端、多端直流输电潮流求解算法以及考虑损耗的换流站建模处理方法。梳理了换流器和直流电网不同控制方式与潮流节点类型的对应关系以及对构建潮流方程的影响,并针对不同控制方式切换带来的雅可比矩阵维数变化问题,总结了交直流网络潮流统一表达和高效求解方法。结合柔性直流电网发展方向,展望了未来潮流计算相关技术领域的研究重点并提出了相关建议。

智能电网在线安全分析在事故处理中的应用方法研究

为快速响应电网异常,提升电网事故处理效率,提高电网安全稳定性,文章通过对在线安全稳定分析中静态安全分析、暂态安全分析和小干扰分析等子功能结合方式的研究,提出了一套合理的智能电网在线安全分析在事故处理中的应用方法,实现了事故后电网薄弱点的快速筛选以及解决方法的校核与计算。经过具体案例检验,文章提出的方法具有较好的适用性,为运行调度人员节省事故处理时间,由"经验型"调度向"智能型"调度转变提供了很好的支撑手段。

基于整数规划的特殊情境下电网调控值班管理优化

二十四小时值班制度是电网安全可靠运行的重要制度性保障。考虑到调控人员不能长时间连续工作,他们作为能量管理系统(Energy Management System,EMS)的主要使用者与电网运行的"监护者",其值班方案的合理性将对电网应急事件处理的高效性与合理性产生显著的影响。为满足电网调控人员特殊情境下的值班需求,基于已有值班方案、电网调控运行对值班的基本要求,构建了可高效求解的调控值班管理优化整数规划模型,从而实现调控人员值班方案的优化调整。基于某电网调控人员春节值班方案优化的实际案例,所构建模型的有效性得到了充分的验证。此外,文章所提出的方法同样适用于其他需要轮换值班的领域或行业。