基于MPC的光-储协同调频优化策略

[目的]为了降低光伏发电给电网带来的频率扰动,并进一步提升调频效果,提出了一种基于MPC(Model Predictive Control)的光-储协同调频优化策略,分析了该策略的基本原理、控制流程、约束条件、目标函数并优化了权重系数。[方法]构建了一个基于MPC的光-储并网系统模型,并根据该模型推导出了非线性状态空间方程。为了验证该策略的调频效果,设置了4种不同的仿真环境:无储能、带电池储能、带混合储能以及文章提出的策略。[结果]仿真结果表明:与其他场景相比,所提出的策略在调频效果上是最优的,无储能的条件下调频效果是最差的,此外,采用混合储能的调频方法优于使用电池储能的方法。[结论]在MATLLAB/Simulink平台上验证了所提策略的有效性。在光伏发电系统中,对储能和光伏最大功率点跟踪进行优化控制,能使电网频率更加稳定,从而提高整个系统的稳定性。该研究成果可为光伏发电并网提供参考依据。

基于多机协同调频的双馈风力发电机组频率控制方法

在对双馈风力发电机组频率进行控制阶段,由于对运行参数的跟踪缺乏实时性,导致控制结果的超调量较大,针对此,提出基于多机协同调频的双馈风力发电机组频率控制方法.文中分析了双馈风电机组的调频机制,确定了有功功率输出的设置要求,结合分析结果,利用多机协同调频的方式对有功功率输出进行控制,利用不同的跟踪曲线实现对运行参数的跟踪,并通过对不同机组的最大功率追踪曲线系数进行个性化设置,确保最终有功功率输出控制的精度,保障双馈风力发电机组频率与额定值实现高度拟合.在测试结果中,设计控制方法对应的超调量始终处于较低水平,且并未受到阶跃负荷扰动程度的明显影响.

含大规模风电的高压直流送端系统多源协同调频策略

针对含大规模风电的高压直流送端系统异步联网情况下频率易越限问题,提出了一种基于预测模型的多源协同调频策略。分析风电渗透率及高压直流外送功率占比对频率调整的影响,对不同扰动下各种调频措施的协调配合进行探讨。在长时间尺度上考虑高压直流输电的区域控制偏差约束,优化设置风电机组和火电机组的旋转备用容量;在短时间尺度上考虑电力电子器件的快速可控性,动态调整风电机组及高压直流输电的协同调频参数,使系统频率运行在合理水平。将预测模型得到的频率偏差根据大小进行分区,对不同区域采用不同的调频策略,保证送端系统的旋转备用容量合理及频率动态响应指标合规。基于PSCAD/EMTDC平台搭建含风电高压直流送端系统模型,仿真结果验证了所提策略的有效性及准确性。

风电集群接入柔直互联多区域协同调频策略

由于柔直电网"隔离"了频率信号,互联多区域协同调频问题亟待研究。现有研究大多利用换流站的下垂控制以及直流电压偏差实现频率信号的传递,但忽略了风电集群接入后由风电功率正常波动引起的直流电压偏差干扰,可能导致风电集群在无需调频时频繁地调整出力。对此,提出了基于直流电压偏差及其特征量的多区域协同调频策略,分别针对电网频率偏移和风电功率波动两种场景提取直流电压偏差特征量,包含电压变化量、电压变化率和滤波后的电压分量幅值3个特征,并基于二者的差异设置换流站启动下垂控制的判据。仿真结果验证了所提方法的有效性。

高比例新能源电网多源最优协同调频策略

随着大规模可再生能源对电网渗透率的不断增加,大型风光电站也开始参与到电网的调频当中。首先,建立了功率响应总偏差、调频里程支出最小化的多目标互补控制模型,以解决不同调频资源的动态功率分配问题。为解决该非线性优化问题,采用多目标蝠鲼觅食优化算法(multi-objective manta ray foraging optimization,MMRFO)快速地获取高质量的Pareto前沿,以满足电网的实时在线调频需求,提高区域电网的动态响应能力。然后,基于熵权法,设计了灰靶决策法客观地选择不同功率扰动下兼顾运行经济性和电能质量的折中解。最后,基于扩展的两区域负荷频率控制(load frequency control,LFC)模型验证了所提方法的有效性。

面向新型电力系统的变速抽蓄电站调频策略研究

针对变速抽蓄机组调频能力的高效利用问题,提出一种考虑混合抽蓄调频容量的协同调频策略研究。首先,以变分模态分解的调频信号高、低频分量作为混合抽蓄的初始调频参考;其次,利用2种抽蓄机组调频容量的差异对混合抽蓄的调频功率进行修正;最后,依据变速抽蓄机组转差率与调频容量关系,分配变速抽蓄机组之间的调频功率,实现混合抽蓄的有序调频。仿真结果表明了所提的变速抽蓄电站调频可以有效提高抽蓄电厂的调频响应速度。

考虑调频能力的风电场虚拟惯量多机协同控制策略

针对现有风电场虚拟惯量协调控制在风电机组调频辅助功率协调分配及风电机组转速协调恢复方面存在的不足,首先分析了风电场调频能力的影响因素,基于风电机组旋转动能相等原则提出了风电场及多个风电场调频能力的评估方法。然后基于风电分层协同控制的架构,推导分析了风电虚拟惯量协同控制及风电机组转速协调恢复的本质,提出了一种考虑风电机组调频能力的风电场虚拟惯量多机协同控制策略。该策略通过引入协同控制系数,以实现不同风电场风电机组之间调频辅助功率的协调分配,通过直接对风电机组调频辅助功率进行补偿,以实现不同风电场风电机组之间转速的协调恢复。仿真结果表明,所提控制策略在风电机组调频功率协调分配方面,能够在充分发挥风电机组调频能力的同时,保持风电机组虚拟惯量控制的快速响应特点,降低对风电场控制中心通信能力的要求;在风电机组转速协同恢复方面,能够在保证风电机组转速的快速恢复,避免系统频率二次跌落的同时,避免复杂的转速恢复时序安排。