采用居民温控负荷控制的微网联络线功率波动平滑方法

风、光等可再生能源的输出具有间歇性、随机性等特点,会对电网造成不利影响。目前大多利用高成本的电储能系统抑制可再生能源功率波动,因此提出一种利用居民温控负荷控制技术的微网联络线功率平滑算法。采用简化1阶等值热力学参数(equivalent thermal parameter,ETP)模型来描述热泵热力学动态,在通信系统双向可靠的前提下,该功率平滑算法采用状态队列(state-queueing,SQ)模型控制热泵负荷开关状态。在社区级并网微网中,对1000个家用电热泵设备进行仿真控制,结果表明热泵响应可以有效跟随平滑目标;通过对可再生能源渗透率、外部环境温度、热泵工作温度上下界等因素的灵敏度分析,可以看出不同因素对控制结果的影响。该方法为广义储能系统在微网中的应用提供了新的技术途径。

基于需求侧响应的数据中心联络线功率控制方法

新能源接入为解决数据中心高耗能和运行费用问题提供了有效方案。但与传统供电模式相比,新能源具有间歇性、随机性,当此类能源出力接入数据中心园区后,不仅影响数据中心各类设备的正常运行、园区供电可靠性,同时也对主网运行的稳定性造成不利的冲击。通过分析数据中心组成结构特征,及各类用户请求任务特性发现,数据中心服务器集群负荷具有可调控性,并配合园区冗余不间断电源(uninterruptible power system,UPS)储能系统,提出一种新的数据中心联络线功率控制方法,建立基于任务延时机制的服务器集群负荷模型,建立服务器集群可控负荷需求侧响应模型和UPS需求侧响应模型,基于模型提出数据中心园区联络线功率控制方法,在保证用户服务质量和供电可靠性的前提下,通过动态调整服务器集群负荷和UPS蓄电池组的荷电状态有效平抑数据中心园区联络线功率波动。最后通过实验验证了所提方法的有效性,并分析各参数对功率波动平抑效果的影响。

电网联络线功率与频率偏差的控制及考核分析

阐述基于CPS标准的南方电网联络线功率与频率偏差的控制模式和考核办法,分析目前南方电网CPS考核情况和存在的问题,并从AGC的管理、控制策略、运用方法以及调度员调节等方面提出一系列有利于提高南方电网的CPS考核水平和频率质量的建议.

光储微电网联络线功率控制策略的仿真研究

在低压并网运行的小容量光伏发电系统的基础上增加锂电池储能装置,结合本地负荷形成光储微电网。光伏发电逆变单元采用V_(dc)/Q控制,储能装置通过双向变流器连接至400 V母线,并网运行时采用PQ控制,其有功功率基准值由联络线功率控制模块调节。通过对微电网并网运行模式下负荷突变时的运行特性分析,验证了微电网联络线功率控制策略的正确性和有效性。

适用于含多并联逆变器微电网联络线功率控制策略

基于下垂机制的含多并联逆变器微电网联络线功率控制策略的控制层级较多,层级间时间尺度相差较大,导致其暂态响应较差,应对本地负荷波动或下垂系数调整等扰动的能力不强。针对以上问题,提出了一种新型的含多并联逆变器微电网联络线功率分层控制策略。一层分散控制采用电压滤波跟踪误差的方法对系统公共耦合点(Point of Common Connection,PCC)电压进行快速精确的控制。二层系统级集中控制通过直接调节PCC电压幅值和相位,实现微电网与主网之间或互联微电网间特定的功率交换,而其内部各逆变器则按照功率分配系数精确分配有功和无功功率。离线仿真和实时硬件在环实验验证了所提控制策略的有效性和优越性。

大电网交流联络线功率协调控制考核方法

针对省级电网在考核周期首末时段的大幅调整行为与跨区特高压交流联络线控制要求不能协调的现象,提出了一种协调性更好的省间联络线控制考核方法。首先分析得出了当前华中区域省间联络线控制与跨区特高压交流联络线控制不协调的原因:一是目前省间联络线控制采用的CPS2标准的考核周期为15min,对特高压联络控制采用的1min考核周期内的功率波动难以形成有效约束;二是CPS2标准与T1标准的区域控制偏差(area control error,ACE)可行域不能协调统一。其次,为抑制省级电网在考核周期首末段的大幅调整行为,提出将CPS2考核指标替换为各省15min内每分钟ACE均值绝对值的均值。最后,对新办法的实施效果分析发现:每个考核周期15 min首、末2 min内特高压考核点所占比例由27.54%降为26.95%,接近26.67%的平均分布概率;跨区交流联络线考核点数由1660减少为1040个;跨区交流联络线波动幅度平均每月>300 MW的波动时长占比由3.219%降为2.506%;省级电网在考核周期内的ACE曲线形态更为平坦;省网每分钟ACE均值降低。该考核办法有效抑制了省网在考核周期首末段大幅调整的行为,省间联络线控制与跨区交流联络线控制的协调性更好。

平滑微电网联络线功率波动的储能系统容量优化方法

为了抑制高可再生能源渗透率并网微电网联络线功率波动对电网的不利影响,提出了用于控制微电网联络线功率输出的储能系统容量优化确定方法。在已知微电网可再生能源功率输出、负荷、可控电源额定功率及联络线功率控制目标的前提下,基于微电网平滑联络线功率所需可控功率输出的频谱分析结果,可优化选取满足联络线功率控制目标、微电网内部设备输出功率限制、储能系统效率及荷电状态运行约束的储能系统功率及容量。算例验证了所提方法的有效性。

基于模糊理论的并网型含光伏微电网功率控制

微网中风、光等可再生能源在接入电网后,其随机性和波动性等特点会对电网产生不利影响,为此提出一种基于模糊理论的利用分布式发电系统出力来平滑微电网与电网间联络线功率的控制方法。以光伏与柴油机组成的系统为例,建立了控制理论模型,利用光照强度以及联络线功率差作为模糊运算的输入量,经过模糊建模过程,输出一个对光伏逆变器进行有功控制的PWM控制波形,从而控制输向负荷的光伏系统出力。仿真结果表明联络线上的交换功率得到了有效抑制,同时意味着储能设备的使用有所减少,保证了能源的利用效率,在与电网互联时能够保证将对大电网的功率冲击控制在较小的范围内。

自备电厂中平抑大阶跃负载扰动的协调控制方法

自备电厂负荷波动大,传统火力发电机组存在着固有延时,难以及时响应负荷变化,导致并网联络线波动以及功率振荡问题尤为突出。储能具有快速的响应速度,但价格昂贵且容量有限,使用受限。为解决上述问题,该文将自备电厂内部闲置的小容量发电机组改造为变速恒频机组,通过对该机组实施控制,以较小的经济成本模拟飞轮储能快速响应的功能,实现对负荷波动的快速响应。在分析变速恒频机组运行特性及其功率控制方法的基础上,提出一种协同控制变速恒频机组与传统火电机组的方案,在自备电厂出现大功率负荷扰动、传统火力发电机组来不及响应的瞬间,通过控制变速恒频机组实现转子动能的吸收或释放,迅速弥补厂内功率的偏差;在转子动能作用结束后,控制传统发电机组参与厂内功率偏差调节,快速平抑了联络线的功率波动。以糖厂并网发电仿真系统为例,基于Matlab/Simulink软件搭建仿真平台,对所提的控制策略进行仿真。仿真结果表明所提出的协调控制方法可以快速平抑糖厂内功率波动,实现并网联络线功率的快速恒定控制。

互联电网多层级联络线功率控制方式的探索

指出随着特高压电网的建设,国家电网的核心互联区将形成有多个层级联络线功率控制主体的局面。阐明了多层级联络线功率控制的三种配合方式,分析了各种配合方式的适应环境和需关注的问题;介绍了在各种配合方式下的上下级控制主体联络线功率控制模式的配合策略,从而得到了可供选择的控制策略;讨论了多层级联络线功率控制中控制区控制偏差ACE计算公式中需要注意的联络线和发电厂控制交界面、控制区的频率响应系数的设定等问题。

自动发电控制在河北南部电网中的应用

结合在定联络线功率和频率偏差控制方式下的功率调整情况以及采用的A系列评价标准,分析了河北南部电网在AGC应用方面存在电厂投入AGC积极性不高、火电机组本身的调节特性、供热机组冬季调节容量变小和风电场对电网影响方面的问题。通过实际工作提出了应对措施:一是制定AGC机组运行标准和考核管理办法,定期对机组性能进行测试;二是按参与AGC调节、给定负荷曲线、不参与AGC调节等分配机组控制方式,充分发挥抽水蓄能电站的调节作用;三是在超短期负荷预测的基础上,综合考虑各种约束条件和经济指标,实现最优发电控制。

采用可控负荷平滑光伏发电功率波动的需求响应策略

针对以储能来消减屋顶光伏为主的区域微电网的功率波动这一常用方法,提出以需求响应资源来平抑微电网功率波动的实现,以期在高渗透率情况下,实现少用储能甚至不用储能来平滑微电网联络线节点对配网造成的功率波动。该方法包括日前计划和实时调节两个层次,也就是在日前预测间隙性光伏发电的情况,拟定好日前计划,设定好可调节负荷的功率曲线,以适应光伏发电的变化波动;实时调节就是在实时的情况,利用可中断负荷来响应光伏功率的瞬间突变,在实时调节过程中,主要处理好实时调节的测量时间精度。通过可调节负荷的日前计划安排和可中断负荷的实时调节,充分利用需求响应技术,从2个层面平滑光伏发电功率的缓慢变化和瞬间突变引起的功率波动。

海南电网AGC控制模式优化研究

自动发电控制(AGC)已经成为电网频率和联络线调整的重要手段,不同的AGC控制方式控制效果存在差异性。本文通过试验,对比分析了海南电网与南方电网主网联网运行期间分别进行TBC和FTC两种AGC控制模式的联络线控制效果,分析了海南投入FTC控制模式的可行性。

基于风电容量可信度的电力电量平衡优化模型

随着新能源的发展,大规模风电并网给系统的可靠运行带来挑战,立足于实际情况,提出了一种基于风电容量可信度的电力电量平衡协调模式。该模式以全局整体运行成本最小为目标,基于历史数据,将风电预测出力等效为可信出力参与电力电量平衡计算。建立了基于风电容量可信度的电力电量平衡优化模型,为了提高系统运行的可调节性,控制联络线功率传输,以调节常规机组出力并协调各省之间的关系。以华中电网实际数据为基础进行了算例分析,结果表明了所提方法的可行性,有效地对区域内资源进行优化配置,为新能源参与中长期电力电量平衡提供了技术指导。

特高压交流示范工程投运后华北电网AGC策略的改进

针对特高压联网示范工程运行的要求,对华北电网AGC的控制策略进行了改进。运行试验证明了该控制策略对于特高压联络线功率控制的有效性和可行性。该控制策略的投入为特高压联络线安全稳定运行提供了技术支持。

促进风电消纳的区省两级电力系统调度模型

由于风电的随机性、波动性以及不可准确预测性,大规模风电并网将会给系统的调度安排以及安全稳定运行带来直接影响,进而造成风电消纳困难的局面。立足于大规模风电接入电网的实际情况,提出了区省2级优化调度模式以实现风能的有效合理利用。该模式通过在区域电网范围内调整常规机组出力和省间交易电量来平衡风电出力的波动,尽可能减少弃风量,从而实现风能的有效利用。在大区级电网层面,建立了考虑联络线功率控制的大区级优化调度模型,以协调与各省级调度的关系。以西北电网为算例进行了模拟分析,结果表明所提方式是可行、有效的,能够有效提高风电的消纳水平。

海南电网孤网运行时的频率特性分析

为掌握海南电网的频率特性,以作为采取相关措施确保电网安全稳定和经济运行的基础,对海南电网2008年的历次机组跳闸和负荷损失事故进行了分析,掌握了海南电网频率偏差系数的分布规律,校核分析了海南电网有关计算模型的有效性,对于机组一次调频的管理、联网后联络线功率控制的影响因素以及联网后自动发电控制(automatic generation control,AGC)的有关参数提出了建议。

含多元储能交直流混合微电网系统控制策略研究

针对分布式发电存在的间歇性和波动性对电网安全运行带来的影响,提出了一种含磷酸铁锂电池与铅酸蓄电池的多元储能交直流混合微电网系统,并分别制定了不同的充放电优化协调策略,同时满足了功率调节的快速性及储能配置的经济性。在微电网意外失电后,微电网中央控制器执行自动黑启动策略,确保系统失电后的自动重启,保障了重要负荷快速恢复供电。在实时数字仿真仪(real time digital simulator,RTDS)系统上验证了联络线功率控制策略的正确性及有效性。

基于改进协同量子粒子群算法的多微网负荷频率控制

网络化通信是智能电网的重要组成部分,但其带来的通信时滞导致维持多微网系统频率稳定更加困难,因此有必要研究网络化时滞下多微网互联系统的负荷频率控制问题。针对该问题,文章提出基于改进协同量子粒子群算法的分数阶PID控制器参数优化方法,以提升网络化通信时滞下多微网互联系统控制器的控制性能。首先,建立了具备风储特性的多微网互联系统仿真模型,并在模型中考虑了网络化通信时滞。其次,借鉴协同与混沌的思想对量子粒子群算法进行改进,优化了算法在粒子群多样性及高维度适应性等方面的性能,使之适用于高维度空间寻优问题。最后,借助MATLAB仿真实验分别从不同时滞下的稳定极限、阶跃扰动下的动态性能、长时间随机扰动下的CPS指标三个方面验证了所提优化方法的可行性与有效性。