孤网模式下水电机组智能鲁棒控制

针对孤网模式下水电机组PID控制策略鲁棒性差的缺点,设计了适用于非线性水轮机调节系统(hydraulic turbine regulating system,HTRS)的基于状态动态测量、反馈线性化和改进黏菌算法(improved slime mold algorithm,ISMA)的智能鲁棒控制器(intelligentrobustcontroller,IRC),以实现对水电站全工况实时最优控制。首先,充分考虑水轮机非线性、随动系统限速环节和高阶发电机特性,构建非线性、复杂HTRS数值仿真模型,并引入系统跟踪偏差的积分,推导出了孤网模式下考虑系统跟踪偏差的HTRS高阶状态空间方程模型。然后,结合高阶状态空间方程和H∞控制实现了HTRS鲁棒控制。进一步,基于ISMA对H∞控制器参数进行智能寻优。最后,结合某电站真实数据构建非线性、复杂HTRS仿真平台,验证了所提控制策略对系统参数和工况的敏感性、频率扰动下的强鲁棒性。

孤网模式下基于HBBC的水轮机调节系统稳定性量化分析方法研究

针对目前孤网模式下水轮机调节系统(hydraulic turbine regulating system,HTRS)稳定性研究方法忽略水轮机非线性的问题,结合Hopf分岔理论、二分法和稳定性判据,提出了一种考虑水轮机非线性的控制器参数约束确定算法(controller parameter constraint determination algorithm based on Hopf bifurcation theory,bisection method and stability criterion,HBBC),以实现对孤网模式下非线性水轮机调节系统的全工况稳定性分析。首先搭建了孤网模式下含非线性水轮机模型的高精度HTRS数值仿真平台,然后详细介绍了基于HBBC的稳定域约束定量计算过程。最后以某实际水电站为例,基于HBBC计算了孤网模式下非线性HTRS全工况下的稳定域,并在特殊工况下对稳定域计算结果进行了验证。结果表明,在HTRS稳定性分析中,HBBC可取代传统的稳定域计算方法,在准确性和可靠性方面优于后者;HTRS存在稳定域较小的“恶劣工况点”。

孤网模式下水轮机调节系统参数敏感性分析

鉴于参数敏感性分析是水轮机调节系统稳定性研究的重要内容,以XLD电站中某机组的孤网运行模式为例,基于轨迹灵敏度指标,在机组负载扰动和参数摄动条件下研究了系统主要变量对参数变化的敏感程度。结果表明,孤网模式下不同参数变化对不同变量的影响不同,系统变量对发电机参数的敏感性要大于对随动系统参数的敏感性。

低电压微电网虚拟坐标变换下垂控制策略

为提高低电压(Low Voltage,LV)微电网处于模式切换过程和孤网模式时负荷功率的稳定性,提出采用虚拟坐标变换下垂控制策略,以解决LV微电网采用传统下垂控制策略导致的分布式电源变流器输出有功功率和无功功率耦合性问题。利用有功功率和无功功率进行虚拟坐标变换与传统下垂控制策略相结合,在LV微电网模式切换过程和孤网模式时,采用传统下垂控制策略对变流器输出功率进行控制,然后对虚拟有功功率和虚拟无功功率进行虚拟坐标逆变换,完成对有功功率和无功功率解耦,进而可以满足负荷功率需求同时优化负荷电能质量。通过仿真,验证此控制策略的正确性和有效性。

多台机组自备电站孤网运行的技术方案研究

针对某一印度水泥厂4台机组的自备电站，根据发电机孤网运行的稳态分析，阐述采用WOODWARD公司的DSLC（数字同期及负荷控制装置）和MSLC（主同期及负荷控制装置）实现机组孤网稳定运行的技术方案，介绍孤网系统各种运行模式的特点，并讨论ABB公司的REU615电压保护装置在电厂自动孤网中的应用。

基于电网二次调频原理的微电网下垂控制策略改进研究

下垂控制策略被普遍应用于微电网孤岛运行模式下的电源控制中,但传统下垂控制策略存在投切负载时稳态电压和频率偏离额定值的问题,难以保障电能质量。针对于此,本文采用类似电力系统二次调频的策略对电源下垂特性进行平移,经改进后的下垂特性能够实现微电网频率和电压的无差调节,使微电网频率、电压能够自动恢复到电力系统所能承受的范围内,从而保证了微电网的电能质量,对微电网的控制具有一定的理论价值和工程实用意义。

基于日前调度与实时控制的微网储能系统容量配置

针对微电网孤岛模式下的新能源发电、负荷平衡问题,从实时控制运行需求出发,提出了一种基于日前能量调度管理和实时误差控制的储能系统容量配置方案。首先,通过将储能系统分为主储能系统和辅助储能系统,建立了兼顾储能系统成本损耗以及燃气轮机发电配置的多目标优化函数。利用改进的粒子群算法和收敛性原则,得到所需的主储能配置,同时完成日前的能量管理调度。然后,利用场景模拟法得出完成实时操作所需要的辅助储能系统容量配置,并制定相应控制策略完成实时能量管理。最后,通过数值仿真,验证了所提配置方案的可行性。在满足经济性和实用性条件下,完成整个孤网模式下微电网的配置问题。

微电网运行模式转换分析

为了实现微电网的两种典型的运行模式(并网模式和孤网模式)间的转换,提出了一种在微网中设置模式控制器以及对主电源的控制逻辑进行优化的方法,并阐述了模式控制器和主电源变流器的具体控制策略,对并网有计划转为孤网、并网无计划转为孤网、孤网有计划转为并网这3种情况进行的仿真分析,证明了模式控制器以及主电源变流器控制策略的可行性。

水电机组黑启动关键技术问题分析及处理对策

黄河万家寨水利枢纽有限公司万家寨水电站投产发电后先后进行了真机厂内部分黑启动试验、3号机组带内蒙古局部电网黑启动试验以及5号机组带山西北部电网黑启动试验。针对水电机组带电网黑启动过程中存在的交流电源消失后厂内蓄电池最长持续供电时间,保持调速器压力油罐的油压,励磁系统产生自励磁,孤网运行模式调速器保持稳定,计算机监控系统、调速器及励磁系统之间的协调问题,减小主变压器励磁涌流对发电机的冲击以及保护、自动装置的处理方法等关键技术问题,进行了分析并提出了解决方法,以保证机组黑启动时机组和电网的安全稳定运行。

线路跳闸导致机组过速保护动作仿真分析与处理

本文分析了一起220k V送出线路单相接地故障跳闸,重合于永久故障后线路跳闸。机组孤网运行情况下机组过速保护动作,全厂交流失压,后机组开机并入系统运行正常。事故显示送出线路故障跳开后,机组进入孤网运行状态,PI调节方式下机组频率振荡,机组高频保护动作导致紧急停机,机组紧急停机造成全厂及孤网交流失压。机组故障仿真及事故过程分析显示,随着孤网运行模式的变换,机组孤网运行判据应相应修正并予以试验。