海上电网电力系统稳定性仿真计算与分析研究

目前对于电力系统稳定性要求越来越高,而海上电网属于小型孤网系统,整体较为脆弱,因此电力系统稳定性分析显得尤重要。原因在于电力系统安全稳定计算分析的作用是能够确定电力系统的静态稳定性、暂态稳定性和动态稳定性水平。因此,主要针对海上电网的稳定性仿真计算与分析展开研究。

基于边缘计算服务的海上油气田电网电力平衡控制优化方法

随着海上电网结构日渐复杂,优先脱扣系统预设的工况数量越来越大,使系统的响应速度与精细化卸载的需求产生了矛盾,因此引入边缘计算服务(AAS)升级优先脱扣系统,实现海上油气田电网电力平衡控制优化。同时,文章提出了工况(Case)新的定义及分类,并介绍了实现的技术路线及关键点。针对设想的技术路线,文章阐述了系统的架构设计,包括数据库、PLC系统、HMI上位机和AAS仿真主机,罗列了开发过程中的主要工作内容。应用AAS升级优先脱扣系统,使海上油气田电网电力平衡控制功能更加完善,能够快速识别并精准响应影响电网稳定的因素,有效保障了海上电网稳定运行。

分散式风储一体化系统提升海上油田群电网频率稳定性研究

针对海上油田群电网接入海上风电引发的频率稳定问题,提出了分散式风储一体化系统(distributed wind-storage integrated system,DWSIS)的解决方案。首先,基于某实际油田群电网,构建了DWSIS及其接入电网的模型;然后,提出了DWSIS改善电网频率稳定性的原理及分析方法;最后,通过各典型故障下的电磁暂态仿真,验证了DWSIS的有效性和实用性。所提出的解决方案有望提升高风电渗透率下海上油田群电网的频率稳定性,进一步推动海上平台生产的低碳化发展。

基于等值频率响应模型的海上油田群电网风电穿透功率极限分析方法

提出了一种基于等值频率响应模型的海上油田群电网风电穿透功率极限分析方法.首先,构建了海上油田群电网的平均系统频率响应(ASFR)等值模型,基于单、分轴燃机确定电网原动机-调速器参数,根据t location-scale分布和差分变换方法刻画风电出力波动概率分布;然后,基于电网可承受的最大风电波动对应累积概率指标和最严重故障后电网最大频率变化指标,提出了考虑稳态频率偏差约束和暂态频率稳定约束的风电穿透功率极限分析方法;最后,以某实际海上油田群电网为例验证了所提方法的准确性与有效性,结果表明,原动机-调速器响应速度和暂态频率稳定约束对于海上油田群电网的风电穿透功率极限具有关键影响.

计及风电出力不确定性的海上孤岛微电网动态激励优化调度

在高比例可再生能源的海上孤岛型微电网中,风电预测出力与实际出力的误差会影响日前调度计划,导致运行成本上升,严重情况下可能对系统安全稳定运行造成影响。为此,提出一种基于条件风险价值的孤岛型微电网动态激励调度策略。首先,利用三阶混合高斯分布描述预测误差得到样本群。其次,针对不同类型用户建立差异化需求响应策略并设立用户舒适度指标。然后,基于预测误差样本群,利用条件风险价值方法,综合考虑经济性、安全性以及用户舒适度确定各类型用户的动态激励,建立孤岛型微电网日前优化调度模型。最后,在风电–负荷时序场景下验证所提策略的有效性与普适性。

变频设备对海上石油平台电网的影响以及解决方案

变频设备广泛应用于海上采油平台,但是变频设备对海上采油平台电网也造成了很多的干扰,特别是大量的电潜泵开始直接使用变频柜控制以来,虽然采油产量得到了很好的控制,但变频柜也已经成为上采油平台最大的电磁污染源,因此很有必要进行探讨分析。本文首先阐述了变频设备对海上采油平台电网干扰常见途径,同时对变频设备对海上采油平台电网产生的影响进行分析,提出了自己的解决方案,具有一定的参考价值。

基于统一潮流控制器和拓扑调整的海上风电功率控制策略

针对大规模海上风电并网对陆上电网运行带来的影响,结合海上风电与输电系统互联,逐步形成“海上电网”的新趋势,提出一种基于统一潮流控制器(unified power flow controller,UPFC)和拓扑调整的海上风电功率控制策略,对具有互联效应的海上电网中的潮流分布进行控制,构建陆上电网最优潮流和含UPFC和拓扑调整的海上风电功率控制两层联合优化运行模型。算例结果表明,提出的UPFC和拓扑调整的联合控制策略可以较好地控制海上风电功率在各个并网点之间的功率分配,实现陆上电网对海上风电功率在各个并网点功率分配的需求,有利于海上风电友好地接入陆上电网。

海上油田群电网的综合潮流优化控制

将发电控制、电压控制和潮流优化结合在一起,综合考虑电网的功率约束、电压质量和经济性指标,建立了海上油田群电网的潮流优化控制模型,并给出了其求解方法。通过将海上油田群电网潮流优化控制问题转化为一个多目标非线性优化问题,从而设计并实现了一套基于内点法和分支定界法的优化求解算法,并通过调整目标权重来适应海上油田群电网各种运行控制模式的需求。采用涠西南油田群电网实际数据进行测试,表明适当设定权重参数可在保证电压质量、功率平衡的基础上,优化机组的出力,获得经济运行的效果。

两种基于构网型风机和二极管整流单元的海上风电送出方案

风机的构网型控制策略是基于二极管整流单元(diode rectifier unit,DRU)的海上风电送出系统稳定运行的关键。首先介绍了基于DRU的海上风电送出系统的拓扑结构,并研究了海上构网型风电场基本运行特性。然后,定义了4种类型的灵敏度用于控制器设计;基于灵敏度分析结果提出了包含3层结构的风机网侧换流器构网型控制策略,其中最外层的有功功率控制器和无功功率控制器分别用于控制风机交流电压幅值和频率。最后,在时域仿真软件PSCAD/EMTDC中搭建了低频交流不控整流海上风电送出方案和中频不控整流海上风电直流送出方案的仿真模型,对风速阶跃和海上交流故障进行仿真。仿真结果表明,所提出控制策略能够保持基于DRU的海上风电送出系统稳定运行,验证了所提控制策略的有效性。

海上油田群电网一体化智能监控系统研究与应用

传统海上油田群电网所配置的能量管理系统(EMS/SCADA)仅能实现对电网的基本监测和控制功能,自动化及智能化水平较低。提出海上油田群电网一体化智能监控系统方案,在现有油田群电网EMS的基础上,结合智能电网相关标准,对电网整体进行建模,将拓扑分析、状态估计及潮流计算等基本功能整合,形成海上油田群电网基础计算平台。在计算平台基础上开发海上油田群电网智能功率控制、多维性能指标监测及动态安全评估和基于在线决策的自愈控制等高级功能,实现电网"监测-预警-优化-控制"一体化智能监控,从而保证电网安全稳定和经济高效运行。

基于改进粒子群的海上微电网算法优化

海上微电网融合了多种分散式能源,通过智能算法对其进行日前能量管理,可以使得清洁能源灵活安全的参与到电网运行中。海上微电网作为现代智能电网的重要组成部分,其安全稳定运行已经成为了热点研究方向。由于风机(WT)、光伏(PV)发电具有随机性与不确定性,以及负荷需求的波动性,可引入储能单元(蓄电池)来实现电网的稳定运行。针对WT、PV、蓄电池和负荷的特性及实时工况数据,基于经济性和能源利用率构建了海上微电网经济运行模型,采用改进粒子群优化(PSO)算法对模型进行求解。该算法在新的贪婪惯性权重调整方式下,对上司粒子与下属粒子采用不同的更新公式。对海上微电网日前24 h进行算例仿真,在满足日负荷需求下验证了该算法的有效性及优势。

一种辅助海上油田群电网大型异步电机直接起动的静止无功发生器控制方法

海上油田群电网由于容量相对较小,当大型异步电动机负载直接起动时,会导致无功需求增加、电压突降、机组过载解列和负荷低压脱扣等问题。提出了一种基于静止无功发生器的改进动态无功控制策略。在常规无功/电压控制基础上,增加电机起动补偿器和切换器功能,控制电机起动过程中各调节器及其参量的切换,实现电机的平稳起动并降低对系统的冲击。控制方法应用于我国南海的涠西南油田群电网。仿真分析表明,该方法能对大型异步电机直接起动提供足够的动态无功支撑,达到稳定电压和保证燃气轮发电机和负荷安全运行的目标。

海上油田微电网动态无功补偿器控制策略

本文针对海上油田微电网中单机容量较大的电动机启动时引起母线电压急剧下降的问题,提出了一种基于静止无功发生器的动态无功控制策略,以快速响应电机启动过程中大量的无功需求,并通过仿真和对比分析验证了该控制策略的有效性。

海上石油平台供电网励磁涌流解决方案研究

本文对海上石油平台供电网励磁涌流产生的原理进行了分析研究,提出了具备先进控制算法的涌流抑制器解决方案。该抑制器通过变压器断电时电压的分闸相位角获知磁路剩磁的极性,从而可选择在相近的相位角进行下一次合闸,使励磁涌流得到抑制,运行以来取得良好效果。

海上油田孤岛电网变压器励磁涌流抑制技术的研究及应用

变压器合闸时产生的励磁涌流影响着海上石油孤岛电网电力系统的安全稳定运行,其引发的保护误动作.开关跳闸和电网冲击等一直是电气人员很关注的问题。分析了励磁涌流产生的原因,结合海上油田孤岛电网的特性,提出抑制变压器励磁涌流的方案,并在实践中得到了很好的应用。

一套描述海上油田群电网性能指标及其定义的系统设计

随着涠西南油田群的开发和发展,油田群内电力负荷不断增加,给油田电网的生产管理带来困难,也给海油电网的稳定运行带来隐患,因此我们很有必要制定一套指标来对电网状态进行评估。本文结合海上油田群电网的实际情况,从安全性,稳定性及经济性的角度出发,根据海油电网EMS实测或在线状态估计结果,对电网运行性能进行定量指标化监测、分析与预警,使电网运行人员能及时得知电网实时状态,保障海油电网的稳定运行。

SVG系统在海上电站微电网SCADA中的应用探讨

本文以国内某海上油田群智能化电网为背景,从微电网的数据传输和SCADA系统结合角度出发,对SVG(可缩放矢量图形)的定义和在陆地大电网中的应用特点,以及如何与海上微电网SCADA系统进行结合,开发出具有良好的跨平台数据交换和系统互操作性、良好的数据存储格式和高度结构化的图元SCADA系统等方面做了较为详细的阐述,得到了在海上微电网中完全可以利用SVG系统来传输处理数据,开发良好的SCADA系统的结论,为海上智能电网的发展提供了参考。

海上油气田电网能效与电能质量全时监测装置

海上油气田电力系统是为油气生产提供动力的重要基础设施。由于海上电网特殊的自然环境和工艺环境,电网的能效与电能质量的变化过程与陆地电网相比有很多独特之处,对电网中各类设备也有更多特殊的要求。为了提高海上电网能源利用效率,保证电网的安全稳定可靠性,需要对能效及电能质量进行全时在线监测,发现其变化规律,找到其变化原因,进行全面管理及保护。

海上油气田电网EMS系统的综述与展望

本文从海上油气田电网EMS系统的发展历程、基本架构、关键技术、应用现状以及未来发展趋势等方面进行了综述和展望。在技术不断进步的背景下,EMS系统的功能和性能不断提升。基于对系统基本架构的阐述,了解到EMS系统是如何实现对电网的全面管理和优化的。同时,EMS系统在实时监控、智能调度、电网安稳控制与故障响应以及远程应急响应等方面展现了广泛的应用。最后,指出了未来EMS系统发展方向。

海上石油平台组块与钻机模块电力组网方案研究与设计

基于当前钻机模块单独设置电站或者依托组块电站集中供电的方案在部分项目中可靠性与经济性都不佳的现状,文章提出一种海上石油平台组块与钻机模块电力组网的技术方案,将位于同一平台的组块电站和钻机模块电站形成一个小型微电网。分析表明,该技术方案不仅可以降低前期平台建成初期的电站投资和后期的运行维护费用,还可以提高平台电网的供电可靠性和灵活性。