基于RPC的光储接入牵引供电系统协调控制方法

为将光伏发电接入牵引供电系统进行有效利用,同时兼顾牵引供电系统电能质量改善及列车再生制动能量回收利用,提出了一种基于铁路功率调节器的光储系统接入牵引供电系统的协调控制方法.首先,搭建基于铁路功率调节器的光储系统接入牵引供电拓扑结构,并对其电能质量补偿机理进行理论分析;在此基础上,充分考虑光储系统的运行条件以及列车牵引、制动、空载或惰行工况,提出光储系统接入牵引供电的联合协调控制方法,实现了“光+储+荷”三者间的协调控制、牵引供电系统负序的动态补偿以及谐波的有效抑制;在RT-Lab实时仿真系统中建立了基于铁路功率调节器的光伏接入牵引供电系统仿真模型,并结合实际光照和牵引工况数据验证本文所提出的系统结构以及协调控制方法的有效性.结果表明:本文所提出的系统结构以及协调控制方法能够实现牵引供电系统中光储系统的有效接入,再生制动能量回收率提升至86.7%,功率因数提升6.4%,对谐波特别是高次谐波含有率有较大改善,满足光伏电能高效消纳及综合利用、电能质量动态综合补偿、再生制动能量回收多重需求.

基于变下垂系数的风电全直流输电系统一次调频协调控制策略

风电场经直流汇集-直流送出的风电全直流输电系统中,直流系统的存在会解耦风电场和受端电网的频率耦合,在传统控制策略下对受端电网频率支撑能力弱。为此,提出一种针对风电全直流输电系统的一次调频变下垂协调控制策略。首先,提出基于Logistic函数的电压-频率变下垂频率传递策略,以直流系统电压为媒介,建立起电网频率与风电场功率的耦合关系。基于该频率传递策略,构建了由受端换流站的变下垂虚拟同步发电机(virtual synchronous generator,VSG)控制、直流升压站的改进双闭环控制及风力发电机的变下垂减载控制组成的风电全直流输电系统一次调频协调控制策略,实现系统无通信传递频率并参与电网一次调频。最后,利用Matlab/Simulink软件搭建风电全直流输电系统仿真模型,在不同工况下进行仿真验证。仿真结果表明,所提控制策略能使风电场在不依赖远端通信的情况下实现对电网的一次调频,同时,有效减小了调频过程中直流电压的波动幅度。

含分布式光伏接入的三相牵引供电系统电压协调控制方法

牵引供电系统中光伏并网逆变器普遍处于弱可控状态且缺乏多机间协调配合,为了使分布式光伏在实现牵引能耗优化的同时,主动参与牵引网电压调控,提出了用于三相牵引供电系统的电压协调控制策略。针对含光伏的新型三相牵引供电系统拓扑,分析了系统电压-有功和无功定量关系。结合分布式光伏无功裕度及协调关系,设计了3阶段分布式电压协调控制策略,根据电压灵敏度判定各节点补偿与削减优先度,实现了分布式光伏无功协调补偿及有功优化削减,达到牵引网电压主动控制。最后,通过对系统多工况下仿真,验证策略有效性。仿真结果表明,所提协调控制策略在三相牵引供电系统复杂的运行工况下,能够在兼顾光伏能量利用率的同时,增强系统电压调控能力,解决牵引网电压越限问题,并有效降低牵引网损耗。研究通过有效利用光伏支撑牵引网电压,为机车的安全、高效运行提供保障。

面向并联环流最小化的垂直式矩阵型重力储能系统多机协调控制

重力储能利用高度落差对固体重物储能介质进行升降,实现储能系统的充放电。和抽水蓄能相比,由于其具有不依赖水资源、选址灵活等特点,应用前景广泛。为提高重力储能系统的充放电运行效率,研究了面向多机并联功率环流最小化的垂直式矩阵型重力储能系统多机协调控制问题。首先,基于PSCAD/EMTDC构建垂直式矩阵型重力储能系统模型,分析了其充放电特性;其次,通过对重力储能系统多机并联运行时产生的机组间功率环流机理及抑制问题进行分析,提出了基于重力储能系统双层控制架构的多个机组间协调控制方法,该控制方法可在快速满足电网侧功率充放电需求的同时,实现并联运行机组间的功率环流最小化,提高了重力储能系统的充放电运行效率,最后,仿真结果验证了上述多机协调控制策略的有效性。

基于云边协同的充电设施协调控制系统设计

随着大规模充电设施的接入及其相关分析计算的日益精细化,原有的监控系统无法适应相应的大规模数据处理需求,因此文章提出基于云边协同的充电设施协调控制系统,结合云边协同特点和充电设施控制需求,构建了云端、边缘、充电设施聚合网关功能定位及交互模型,云端对边缘、聚合网关进行统一管理,接收采集信息并对控制系统分析计算服务进行管控和调度,边缘对分布式充电设施进行数据采集和实时控制;云边系统通过Docker容器技术实现服务器资源进行管理,并提出了基于最小变化率的容器部署调度算法实现服务器负载均衡以及资源的高效利用;所提系统实现了大数据通信压力下资源的有效分配,满足电力系统数据采集和多时间尺度控制的需求;最后给出所提系统的应用效果,进一步通过实例验证了Docker容器及其部署调度算法在资源管理方面的适应性和高效性。

DMC控制算法在单元机组协调控制系统中的应用

近年来,随着生活水平的不断提高,人们对电力的需求也日益增大,发电厂需要不断提高生产效率和技术水平来确保能够提供足够的电力供应。同时,单元机组的容量也不断扩大,而单元机组协调控制系统作为电厂控制的核心部位,具有非线性和时延性,传统的PID(Proportional-Integral-Derivative Control,比例积分微分控制)控制难以获得满意的控制效果。预测控制对模型的要求较低,并且采用滚动优化和反馈校正,具有较强的鲁棒性。因此,对动态矩阵控制算法(Dynamic Matrix Control,DMC)进行了深入研究,并且将动态矩阵控制算法(DMC)应用于协调控制系统中,结果表明,采用DMC控制算法对单元机组协调控制系统进行控制能获得较好的效果,提升了系统的响应速度,减小了系统响应时的超调量,是一种可行的控制方法。

电池储能系统在并网风电场运行中的协调控制

本文针对并网风电场运行中的电池储能系统协调控制问题进行研究。首先,分析了风电场及电池储能系统的基本概念和作用。其次,提出了电池储能系统的协调控制策略,包括有功和无功协调控制策略,并讨论了基于模型预测控制和人工智能方法的实现途径。最后,总结了本文的研究成果,并对未来研究方向进行了展望。本文旨在为电池储能系统在并网风电场中的协调控制提供理论基础和方法指导。

机组协调控制系统低碳寻优策略研究与应用

文章介绍了660 MW机组协调控制系统,分析了该系统的特性与面临的挑战。基于低碳经济的理念,文章设计了针对660 MW机组的低碳寻优策略,并对其进行了评估与优化。最终成功将低碳寻优策略应用到实际机组中,并取得了显著效果。

660MW超超临界机组协调控制系统优化研究

660MW超超临界机组是目前火力发电厂中主流的机组之一,其具有高效率、低能耗、环保等优点。然而,随着能源结构的调整和电力市场的变化,火电机组的运行环境和控制要求也在不断变化,协调控制系统的优化成为了提高机组性能、降低能耗和增强适应性的重要手段。本篇文章首先阐述660MW超超临界机组协调控制系统的主要特点与主要任务,再分析660MW超超临界机组协调控制系统的优化策略,探究相关的注意事项,希望可以为相关的施工工作者提供一定的参考建议,优化协调控制系统,进一步提升工程建设的质量与效率。

超临界发电机组协调控制系统研究

文章对超临界发电机组协调控制系统进行研究,分析了超临界发电机组的工作特点,并重点阐述了超临界发电机组的协调控制方式。结合协调控制系统运行期间存在的问题,针对性提出相应的优化改进措施,旨在稳步改善超临界发电机组协调控制效果,为发电机组营造更为安全、稳定的运行环境。

基于动态事件触发的微电网分布式协调控制策略

在孤岛交流微电网电压和频率的协调控制中,存在着依赖周期通信、通信负担大等问题.为此,提出了一种基于动态事件触发的分布式协调控制策略,在微电网中运用多智能体系统理论,将频率和电压作为追踪同步目标.通过评估事件触发条件,从根本上摆脱了分布式电源DGs的连续通信和Zeno行为.并引入与系统偏差和反馈有关的动态变量,合理调整触发阈值和反馈增益.此方案提高了通信效率,降低了控制更新频率,保持了良好的控制性能.并且在Matlab/Simulink环境中验证了所设计控制策略的正确性和有效性.

级联型混合直流与UPFC的柔性潮流协调控制策略

级联型混合直流输电系统具有能抑制换相失败、传输大容量功率的优势。但当级联型混合直流低端模块化多电平换流器(MMC)采用主从控制时,若系统发生交直流故障或负荷突增,可能会产生电流不平衡问题,导致受端交流侧功率出现大范围反向传输及电压支撑能力下降。为解决该问题并增强受端电网的稳定性,针对级联型混合直流输电系统,提出一种基于统一潮流控制器(UPFC)的柔性潮流协调控制策略。研究了基于柔性交流输电(FACTS)设备统一潮流控制器(UPFC)的级联型混合直流系统柔性潮流控制特性,针对系统故障及大扰动时出现的功率返送及电压稳定性问题,提出基于UPFC的频率支撑策略和基于动态限幅的电压支撑策略。该策略将送端侧故障带来的功率扰动转移到受端交流系统UPFC所在线路,利用UPFC功率补偿能力进行协调,同时基于动态限幅控制策略,采用无功优先控制方式提高换流站无功输出能力。最后,在PSCAD–EMTDC平台搭建了含受端交流系统的级联型混合直流输电系统模型。首先,仿真了LCC直流电流指令值下降过程,结果表明,本文所提基于UPFC的协调控制策略可以有效地减小交流系统频率波动,抑制功率返送现象;其次,仿真了系统负荷突增过程,验证了动态限幅控制策略能更好地提升MMC对交流系统的电压支撑能力;最后,仿真了连锁故障过程,结果表明,所提协调控制策略能有效地实现对系统频率和电压支撑,抑制功率波动,提高了级联型混合直流系统及受端电网的稳定性。因此,本文提出的级联型混合直流与UPFC的柔性潮流协调控制策略具有有效性和可行性。

抽水蓄能-飞轮混合储能系统协调控制方法

建立了一台容量为300 MW的抽水蓄能机组功率模型和容量为25 MW的飞轮储能阵列模型并分析了各自的充放电特性。然后,为了达到抽水蓄能机组综合调频指标提高至2倍,同时减小机组磨损进而降低损耗成本的目标,基于水电机组斜坡输入控制策略和飞轮储能阵列荷电状态(SOC)分段控制策略,提出了一种抽水蓄能-飞轮混合储能系统的协调控制策略。最后,根据某额定功率为300 MW的抽水蓄能机组历史运行数据,通过仿真实验验证了所提出的混合储能系统协调控制策略。结果表明:在电网二次调频过程中,提出的混合储能系统协调控制策略将抽水蓄能机组的综合调频性能指标提高2.29倍以上,能够显著减少抽水蓄能机组平稳运行阶段的频繁输出调整、进而降低损耗成本并提高抽水蓄能机组的稳态运行特性,同时保证飞轮储能阵列的SOC维持在合理水平。

一类复杂工业过程的数据驱动与PID协调控制

针对一类具有强非线性且难以建立精确数学模型的复杂工业过程,提出了一种基于PID与数据驱动的协调控制策略。在系统初始阶段,采用PID控制方法,不需要建立系统的数学模型,就能获得大量系统输入输出(I/O)数据。在系统稳态阶段,提出了多输入多输出(multiple input multiple output,MIMO)无模型自适应离散终端滑模控制(model-free adaptive discrete terminal sliding mode control,MFA-DTSMC)方法,该方法基于系统的紧格式动态线性化数据模型,且伪Jacobian矩阵(pseudo-Jacobian matrix,PJM)估计算法仅取决于被控对象的I/O测量数据。其次,设计了一种协调控制策略,实现了PID与数据驱动控制器之间的协调控制。以双容水箱液位系统为例进行仿真实验,仿真结果验证了所提控制策略的有效性。

大规模风电并网后江苏电网柔直换流站与UPFC的有功功率协调控制方法

随着“双碳”战略的提出与实施,我国将着力建设以新能源为主的新型电力系统。然而,风电等新能源大规模并网将给具有交直流混联特征的新型电力系统带来威胁与挑战。通过以十四五规划末期的江苏电网为例进行分析,发现在大规模风电并网背景下,江苏电网中部分“南北向”500 kV交流输电线路N-1后负载过重的问题亟待解决。为此,基于综合灵敏度计算方法,提出了一种综合利用柔直换流站和统一潮流控制器的有功功率协调控制方法,用于改善系统潮流分布并消除潜在的线路过载。最后,以江苏电网为例进行了仿真分析,对苏州500 kV统一潮流控制器、白鹤滩-江苏直流和某规划中三端柔直换流站进行了有功协调控制。结果表明,所提协调控制方法应用于江苏电网时可有效解决交流输电通道N-1后负载过重问题,且相比于典型最优化方法在计算速度上具有优势。

300MW循环流化床锅炉协调控制系统(CCS)探讨

通过对300MW流化床锅炉CCS的修改、优化完善及参数调整,保证了协调控制系统能够可靠地投入自动,保证了机组的稳定运行,通过现场应用得到了有效的验证,充分证明该协调控制系统能经受各种负荷变动的考验。

新型混合储能运行模式分析与源荷储协调控制

储能是独立式光伏发电系统中的重要组成部分,可保证供电的稳定性和持续性,在提高电能质量方面起着重要作用。此处研究了一种混合储能系统(HESS)的新型拓扑结构和控制策略,该新型拓扑结构的优点在于对分布式系统中的双向直流-直流变换器额定功率要求低于传统系统。在运行模式切换时,控制系统可有效应对负载突变,确保蓄电池组和双向直流-直流变换器均工作于规定电压范围。此处建立了储能系统的数学模型和4种运行模式的控制模型,并对控制策略进行仿真和实验分析。仿真和实验结果表明新拓扑和控制策略可行,且HESS的性能不受双向直流-直流变换器的功率限制。

含储能的多端口柔性合环开关协调控制研究

随着光伏和风能等可再生能源在柔性配电网中的比例不断提高,可再生能源发电的间歇性输出给电力系统带来了不稳定性与波动性。现有的柔性合环开关因为硬件参数和容量限制,无法应对负荷超容量波动带来的频率超限及潮流转移造成的电网开路问题。因此,有必要将柔性合环开关与储能技术相结合,构建新型柔性互联配电网,对带电池储能系统的多端口柔性合环开关设计相应的控制策略。首先,对于硬件参数不同和工作状态差异造成的储能单元荷电状态(state of charge,SOC)不均衡,设计自适应的SOC均衡控制策略。其次,对负荷大波动和稳压侧开路故障,设计切换策略以调节电网频率并进行短时直流电压支撑,确保下级负荷的稳定运行。最后,利用基于MATLAB/Simulink平台的仿真模型和RTLAB硬件在环平台验证了所提协调控制策略的有效性和实用性。

超低能耗公共建筑能源系统协调控制系统设计

能源协调控制系统是对能源进行合理分配和利用的系统。针对公共建筑易受到耗能功率较大的装置的影响,导致供暖和制冷耗能大,无法达到节能效果的问题,文中设计一种超低能耗公共建筑能源系统协调控制系统。首先,在d-q旋转坐标系下,利用交-直变换器对外环与内环进行解耦;利用PI控制器将各种电子信号转换成数字信号,并将所收到的资料以IP形式传送至以太网。其次,通过预先自动设定的系统协调控制策略对系统配置进行自动设定,并对其进行控制和管理,计算建筑结构散热、耗能设备输出功率,依据计算结果构建总负载目标函数;再采用点与点之间的交互协议使目标函数达到最优。最后,对错误调节信号进行预处理,计算信号期望值,获取有效控制结果。通过实验验证得出,所设计系统的供暖能量节约20 J,制冷能耗节约2 J,能够达到有效控制能耗的目的。

基于晶闸管的模块化组合式直流泄能装置及其协调控制策略

针对模块化多电平换流器(modular multilevel converter,MMC)高压直流输电技术(high voltage direct current,HVDC)受端交流系统故障引起的直流过电压问题,文中提出一种基于晶闸管的模块化组合式直流泄能装置拓扑及协调控制方法。该直流泄能拓扑包括模块化分布式泄能部分、限流电抗器和集中式泄能电阻3部分,对子模块工作模式进行设计,提出可避免直流泄能装置反复投切的弹性调节泄能的协调控制策略,推导直流泄能装置功率控制及其内部电气耦合关系,给出泄能装置元件参数的设计方法。最后,基于PSCAD/EMTDC搭建MMC-HVDC及所提出的直流泄能装置模型,研究单相和三相接地故障下直流泄能装置的特性及直流过电压抑制效果。结果表明,所提直流泄能装置在协调控制策略下能够分阶段弹性调节泄能功率,有效抑制直流过电压,并有利于故障后的快速恢复。