计及系统调频需求的风电场有功调控策略

风电功率的波动性使得风电场既对系统频率缺乏支撑作用,又可能对系统频率产生污染。因此从考虑系统调频需求的角度出发,根据风电场运行信息和系统实时频率偏差等信息对风电场运行模式进行划分,并针对不同调控模式计算相应调控量,调整风电场功率输出,参与系统调频。算例分析表明,采用本文调控策略,风电场能够较好地参与系统频率调整,缩短频率异常时间。

特高压混合级联直流输电系统逆变侧MMC的功率返送现象及有功调控策略

特高压混合级联直流输电系统在逆变侧采用了多个模块化多电平换流器(modular multilevel converter,MMC)并联后与电网换相换流器(line commutated converter,LCC)串联的结构,其中定电压控制MMC在系统运行工况改变或发生故障时会产生功率返送现象。为了避免计划之外的功率返送现象,提出了一种简单有效的有功调控策略来改善功率返送现象,其基本原理为通过调节定功率MMC的有功指令来维持MMC换流站功率平衡。基于PSCAD/EMTDC建立了相应的电磁暂态模型,分别在不同工况下对有功调控策略的功率返送改善效果进行对比,电磁暂态仿真结果表明有功调控策略能够有效改善功率返送现象,而且也可以加快故障恢复速度,降低故障过程中及故障后系统主要电气量的波动。

分布式资源有功调控配网二次系统功能规划方案研究

当前以大电网为主、单向计划调度的调控运行模式已难以适应新型电力系统的发展形势。为促进分布式电源消纳,解决已经出现的大电网平衡问题,亟需重新梳理和系统规划配网二次系统协同调控功能。通过对大电网平衡区、德国平衡单元机制的分析,提出了配网分布式资源自治和聚合形态及典型模式。综合考虑我国垂直调控体系的现状以及配网多元主体参与的新业态,提出主配微多级协同兼区域自治的控制框架和有功分层调度多级协同控制的技术架构。重点针对配网侧分布式资源协同控制功能,围绕主配协同、配微协同、区域自治,探讨了资源聚合、采集与控制、有功控制等核心技术。最后,提出分布式资源协同调控配网二次系统功能规划方案,并在工程示范中得到了初步验证。

多能互补下水电站有功功率协调控制特性研究

【目的】研究多能互补运行方式下水电站有功功率协调控制特性。【方法】构建多能互补调节模式下水电站有功功率控制模型,用电网考核标准评估响应能力,分析不同水头、各调节参数对水电站协调控制特性的影响,并用遗传算法对各参数进行优化。【结果】水电站在低水头下调节性能较好,在高水头下易发生出力振荡,调节性能变差;脉冲周期越大越容易发生出力振荡;最大脉宽越小水电站调节特性越好;最小脉宽影响调节精度;脉宽计算参数与调速器积分时间常数越小调节越快,但易振荡,其越大调节越稳定但跟踪能力差;用遗传算法得出的最优参数,实时出力跟踪好,且满足电网考核。【结论】水电站在高水头工况下有功功率协调控制能力较差,且调节易产生超调和振荡;机组调节参数对水电站协调控制能力影响较大,若取值不当则会导致调节性能变差;利用遗传算法对调节参数优化能有效提高多能互补系统功率调节品质。

基于风机调控能力排序的风电场实时有功控制策略

科学有效的风电场实时有功控制策略能够充分挖掘风电场有功调控的潜力,提高其参与电力系统调度的能力。考虑风电场实时运行状态和超短期功率预测结果,提出了一种基于风电机组调控能力排序的风电场实时有功控制策略。首先选择风电机组的实时出力、预测功率的变化趋势和功率调节速率等统计量作为评估指标,然后运用熵值决策法和模糊理论将风电机组的有功调控能力定量化,再根据风机的实际运行状况和超短期功率预测结果等信息将风电机组分类,最后根据机组分类结果和有功调控能力排序表对风电场内风电机组的有功出力进行调整。以中国北方某座风电场为算例,演示了整个调控步骤。

光伏并网系统参与电压调节的有功和无功协调控制策略研究

针对配电网线路阻抗大、分布式光伏并网系统无功调压能力有限,导致光伏电源在有功出力较大时并网点(PCC)电压越上限问题,在深入分析光伏系统PCC电压特性基础上,提出一种光伏逆变器有功和无功协调控制策略。在该控制策略下,光伏系统实时跟踪监测PCC电压变化,PCC电压不越限时,逆变器按最大功率点跟踪(MPPT)输出;PCC电压越上限时,优先利用逆变器剩余容量进行无功调压,若剩余容量不足,调节逆变器有功输出,并动态计算有功、无功最佳输出值,保证将PCC电压调节至满足要求的前提下,实现逆变器有功输出最大化、无功输出最佳化。算例结果验证了控制策略的有效性。

计及有功–无功功率协调控制的2层微电网优化调度模型

为协调微电网内不同种类的微源、缓解风电和光电的波动性给微电网调度所带来的干扰,提出了1种计及有功–无功协调控制的2层微电网优化调度模型。该模型的第1层为日前调度计划模型,求解以发电费用最小为目标的混合整数非线性规划模型,获得系统运行的参考值;第2层为实时调度控制模型,基于线性规划的交叉迭代方法求解,实现有功–无功功率的协调控制,保证微电网功率平衡。通过算例验证所提模型及方法,结果表明:实时调度控制能有效降低日前调度计划无法精确考虑的不确定因素的干扰,适用于微源出力和负荷大幅波动的情况,且系统电压不会剧烈变化。

基于多代理系统的自治微电网有功协调控制

针对自治微电网不同状况下的功率供需平衡问题,提出基于多代理系统(MAS)的微电网有功协调控制方法。构建由分布式电源代理、负荷代理和上层代理组成的多代理控制系统,并对各代理具体功能进行详细分析。在可再生能源发电不足时,建立微电网的经济调度模型,通过调用CPLEX分支定界方法进行求解。在可再生能源发电充足时,建立计及发电利用率的微电网供需平衡模型,利用改进的次梯度算法求解模型中的凸优化问题。通过算例系统仿真,验证所述控制策略的有效性。

计及预测功率的含储能风场群优化调控方法

以场群为对象的风功率调控可有效把握、利用多风场间的功率互补性与同时性,体现调控的经济性与高效性。据此,针对含储能风电场群,提出一种基于风功率预测信息的有功优化调控方法。该方法依据小时级时间尺度下的预测功率优化风场及场群的输出功率参考值,继而以高精度单点预测值对场群内储能、机组的运行状态进行优化,最终实现以场群总弃风功率与总缺额功率最小为目标的有功优化调控。该调控模型可通过对输出功率参考值的区间化处理以体现电网侧调控的适应性,通过预测趋势对当前优化边界的限定处理以反应当前优化对未来趋势的响应性。仿真分析表明,对比单风场调控,场群有功优化在调控效率与经济性方面均有显著提升。

基于光伏逆变器功率协调控制的电压调节方法

分布式光伏的大量接入会引起接入点出现过电压问题,对逆变器的功率进行控制可以达到调节电压的目的,为此,在深入研究有功功率抑制(active power curtailment,APC)调压方法和Q(U)与Q(P)等调压方法的基础上,提出了一种协调控制区域内各逆变器输出功率的电压调节方法。该方法将APC与无功功率控制的方法相结合,考虑到各分布式光伏电源之间的协调,采用集中控制的思想,建立典型的约束优化数学模型,使用复合形算法优化求解各逆变器的有功和无功功率指令值,以此保证线路上各节点的电压在规定范围内。最后建立典型的低压配电网模型,对比现有Q(U)和Q(P)控制策略,验证了该方法的优越性。

双馈风电场损耗最小化的有功无功协调优化控制

基于最优潮流模型,提出一种适用于双馈风电场的有功无功协调控制策略。该策略能够在分配机组的有功和无功功率的同时降低双馈风电场的网络损耗、发电机损耗和变流器损耗,也可以根据调度中心的调度需求实现双馈风电场的降载运行。通过优化双馈风力发电机的定子侧和网侧变流器的无功分配来降低双馈风机内部的发电机铜耗和变流器损耗。在此基础上,将双馈风电场构建成基于线性潮流方程的最优潮流模型,从而同时降低网络损耗和双馈风机的内部损耗。该文提出的控制策略能够在实现风电场降载运行的同时降低双馈风电场内部损耗,从而降低变流器等设备的累积疲劳效应。仿真结果表明,所提出的优化控制策略在实现跟踪有功功率、分配无功功率的前提下,能够降低双馈风电场的内部损耗。

促进分布式光伏消纳的两阶段源网荷储互动优化运行策略

随着以新能源为主体的新型电力系统的建设,大规模分布式光伏接入配电网造成了严重的潮流返送、电压越限等一系列问题。基于博弈论与NSGA-Ⅱ(non dominated sorting geneticalgorithmⅡ)提出了促进分布式光伏消纳的两阶段源网荷储互动优化运行策略。首先定义了配电网动态极限承载能力(dynamic loadability of distribution network,DLDN),为配电网内需求响应资源赋予时间特性和空间特性,为配电系统促进分布式光伏就地消纳电量调度与有功/无功协调控制的两阶段优化提供“桥梁”,并且给出了DLDN的求解方法;其次,提出两阶段源网荷储互动优化运行框架,第一阶段基于博弈论制定能够促进分布式光伏就地消纳、供需双方收益达到均衡的电量交易策略;第二阶段通过配电系统有功/无功协调控制跟踪第一阶段的电量交易策略,优化配电网运行状态。最后,通过算例分析表明所提方法能够实现配电系统促进分布式光伏就地消纳的电量调度与有功/无功协调控制的有机统一,通过消纳光伏发电实现多方共赢。

直流微网低电压穿越控制策略研究

针对直流微网低电压穿越问题,基于光伏直流微网在综合考虑低电压穿越控制要求以及故障期间光伏出力、负荷随机波动性大对系统运行造成影响的基础上,分析了系统在不同运行工况下的能量流动特性,提出一种光储荷协调控制以及有功无功协调控制的系统整体控制方法。在低电压期间,通过光储荷协调配合控制稳定直流母线电压,同时平衡系统能量;网侧变流器根据电网电压幅值,实现有功无功协调限流控制,提供无功功率支撑网侧电压恢复,同时避免网侧变流器输出过流。最后,在Matlab/Simulink平台搭建仿真实例,仿真结果表明所提控制策略能够实现系统能量最优利用,满足系统低电压穿越要求,保障系统可靠运营,从而验证了该LVRT控制方案的有效性。

基于模块化多电平的真双极柔性直流控制保护系统开发及验证

文章对基于模块化多电平(MMC)的真双极柔性直流输电控制保护系统的分层设计及功能配置进行了描述。针对双极柔性直流输电设计了无功功率控制策略,实现了无功功率控制和交流电压控制下两站无功功率的优化运行。设计了双极金属回线与大地回线转换控制策略,实现金属与大地转换。进一步对模块化多电平真双极拓扑结构的阀侧故障进行了详细分析,提出了可行的保护配置方案。最后给出了基于厦门双极柔性直流输电工程真实控制保护主机构成的实时硬件闭环系统试验结果,证明设计的双极柔性直流控制保护策略能够很好地满足双极柔性直流工程的需求。

含新能源接入的配电网中分布式储能系统控制策略

高比例间歇性新能源的接入,给配电网稳定带来了极大的影响,文章提出一种基于双层控制提高配电网电压稳定性的控制策略。双层控制分上下层执行,上层稳定电压,确定各节点电压满足安全运行条件和电压偏差最小时储能电站群总有功/无功功率;下层优化分配上层运行结果,考虑电网运行经济性及新能源利用率,对各储能电站进行功率分配。控制过程分时间尺度执行,并将运行结果上传至储能检测控制模块,此模块再根据各储能电站的实时状态最终确定各储能单元的工作模式及功率分配。在IEEE 33节点系统中对提出的控制策略进行验证,利用粒子群算法计算储能功率分配结果,结果证明,基于时间尺度的储能电站双层控制策略合理、有效。