基于Matlab的大型火电机组一次调频特性仿真

大型发电机组的一次调频对保持电力系统频率稳定、防止因突发的负荷变动及发电机跳闸等功率突变造成的频率波动,引发连锁反应至关重要。为研究大型火电机组的一次调频特性建立了基于MatlabSimulink工具的仿真平台,并给出了利用此平台进行大型火电机组一次调频特性和影响因素研究的结果。该平台为大型火电机组机炉协调运行方式和参数整定等研究提供了定量分析手段。

新型电力系统下燃煤火电机组一次调频面临的挑战与展望

频率稳定是未来新型电力系统运行的最关键要求之一。中国的能源禀赋决定了燃煤火电机组是最核心、最可靠的一次调频资源。然而,燃煤火电已开始出现一次调频能力不足的趋势。为了满足当前和长远发展的需要,文中综述了燃煤火电在一次调频领域所面临的挑战、研究现状和关键科学问题。首先,总结了新型电力系统发展背景下火电一次调频的4个重要趋势,分析了下一步调频在电网和火电厂运行中的不足,提炼出提高一次调频能力和快速准确模拟调频的关键挑战。其次,从电网和火电厂运行的双向视角,综述了调频能力提升和调频动态仿真的研究现状和存在的问题。最后,结合上述挑战和瓶颈,展望了未来新型电力系统火电一次调频的关键技术问题。

含定速与变速机组的抽水蓄能电站一次调频动态特性研究

鉴于含定速与变速机组的抽水蓄能电站安全、稳定、高效联合运行是充分发挥变速机组技术优势的关键,基于数值仿真方法,开展含定速与变速机组的抽水蓄能电站一次调频动态特性研究。首先建立含定速与变速机组的抽水蓄能电站一次调频仿真模型,然后分析定速与变速机组单独运行一次调频动态特性,最后分析定速与变速机组联合运行一次调频动态特性。结果表明,相同的调速器和变频器参数下,变速机组频率阶跃减的幅值越大,动态响应时间越长、速度越快;频率阶跃增幅值越大,动态响应时间越短、速度越快;定速与变速机组联合运行可提高定速机组的出力和有功功率动态响应速度及变速机组的出力动态响应速度,但对变速机组的有功功率动态响应速度的影响较小。

储能辅助火电机组一次调频的控制对策

目前,储能辅助火电机组一次调频主要有两种控制策略,即基于虚拟惯性的一次调频和基于功率响应的一次调频。前者是将储能系统安装在机组的主变压器上,储能系统响应电网调度指令的变化来提供频率响应,后者是将储能系统安装在机组的发电机上,当电网频率发生变化时,储能系统释放一定容量的电能来辅助机组提供调频服务。虽然两种控制策略各有特点,但在实际应用中都存在一定不足。基于此,本文将从以下几个方面出发,详细阐述储能辅助火电机组一次调频的控制对策,以期能够为相关从业人员提供一些必要的参考。

基于逐次变分模态分解的飞轮-火电一次调频控制策略

随着新型电力系统的大力建设与推广,火电机组面临的调频压力增大,提出一种逐次变分模态分解的飞轮-火电一次调频控制策略。首先,以飞轮储能和火电机组为研究对象,建立考虑新能源占比的飞轮-火电一次调频模型;其次,将一次调频功率指令利用逐次变分模态方法分解,由火电机组响应分解后的低频功率指令,同时设计飞轮储能下垂优化控制方法,实现飞轮储能与火电机组响应频率变化的协同控制;最后在不同工况下仿真验证,结果表明所提策略可有效避免火电机组一次调频时的频繁出力,减小火电机组响应频率变化时的调控要求,同时可最大限度地利用飞轮储能调频容量并保证飞轮储能调频期间的运行安全,进一步提升了系统的频率响应能力。

考虑火电运行平稳性的飞轮储能辅助二次调频控制策略

为解决电网波动剧烈导致的火电机组运行平稳性问题,提出一种考虑火电运行平稳性的飞轮储能辅助二次调频控制策略。首先,建立了超超临界火电机组联合飞轮储能的二次调频控制模型;其次,提出了一种基于多层变增益速率限制的AGC指令非线性分解方法;最后,综合机组平稳性和系统AGC性能设计了适应度函数,借助鲸鱼优化算法(WOA)实现了最优化的速率限制算法参数获取。基于上述方法设计了火储协同二次调频控制策略。以某1000 MW火电机组-飞轮储能联合系统为例进行了仿真验证。结果表明:所提控制策略在不影响系统调频性能的前提下可以使联合系统有效响应系统高频指令,减小了火电机组的动作幅度,提升了机组运行的平稳性。

提升火电机组一次调频性能的火电-储能一体化系统研究

提出了一种火电-储能一体化系统的构造方法,并设计了协同调频控制策略以改善火电机组一次调频性能。在严重有功扰动场景下,利用储能装置的快速响应能力提升了火电机组的一次调频响应速率,改善系统频率跌落深度。在负荷日常波动场景下,利用储能装置响应一次调频指令的高频分量,抑制了火电机组一次调频功能的频繁动作。此外,提出了储能能量恢复控制策略,采用火电充裕的能量恢复储能荷电状态,避免储能的过度充放。算例分析表明,所提方法可有效提升火电机组的一次调频性能,并能够有效维持运行过程中储能的荷电状态。

基于分频和自适应死区控制的火电机组一次调频策略

随着大规模的新能源并网,电力系统的频率稳定问题面临着巨大挑战。由于火电机组惯量更大,可以深度挖掘其一次调频的潜力,通过分频装置对一次调频系统的反馈信号进行分解得到不同频段的信号,对不同频段信号设置适当的频率死区区间,从而能够分频段对火电机组进行控制调节,进而改善提升火电机组的一次调频性能。为了研究机组分频控制对系统一次调频能力的影响,在仿真软件中搭建电力系统一次调频模型,在不同工作环境状况下的仿真结果表明分频控制能够有效地改善系统调频性能。此外,还引入锅炉的协调控制系统模型。通过对锅炉主蒸汽压力的分析,验证了该策略在加强机组一次调频能力的同时,也提高了机组的稳定性。

电池储能参与火电机组一次调频设计与应用

为充分利用电池储能在辅助火电机组一次调频中的优势,对电池储能参与火电机组一次调频的设计方案进行设计与优化。以内蒙古某电厂为例,首先分析该电厂储能配置概况及一次调频考核现状,在此基础上对电池储能参与该电厂火电机组一次调频方案和控制策略进行设计。设计时主要考虑了机组-储能系统负荷分配控制策略、储能系统一次调频有效动作识别、储能系统负荷调节量设计、储能系统一次调频动作期间AGC闭锁方式、储能系统负荷调度方式以及整体优化改造技术路线等因素。最后将设计方案应用于该电厂,结果表明,该设计方案可以大幅提高一次调频考核合格率、减少平均单次考核电量、提高有效动作比例,验证了所提设计方案可有效改善机组调频性能,且经济性良好。

660MW核电机组一次调频实验及动态特性仿真分析

核电机组与火电机组运行差异较大,目前核电机组对电网频率变化响应的具体数据比较缺乏。为了深入研究660 MW核电机组功率与电网频率变化的动态响应特性,在国内某核电厂3、4号机组进行负荷变化频率差扰动试验,分析机组在实际动作过程中相关参数变化,验证了机组具备在电网小扰动情况下的调节能力。同时,利用MATLAB/Simulink软件建立核电机组一次调频能力的数学模型,通过对核电机组频率动态变化特性的分析,提出了相应的优化方案,为国内同类型核电机组参与电网一次调频提供重要的试验数据支持。

LSTM预估补偿下的超临界大容量火电机组一次调频控制算法

超临界大容量火电机组在负荷突变时,因存在多个频率信号一次调频过程会出现随机波动和非线性,导致控制效果不佳。因而,对超临界大容量火电机组提出一种基于LSTM的一次调频预估补偿控制算法。分析了超临界大容量火电机组多个频率信号情况进行信息融合;采用LSTM网络建立预估补偿控制器,根据一次调频控制示意图,获取控制过程中参数的学习率,不断调整AGC指令与负荷指令之间的非线性关系使其始终保持最佳状态,实现超临界大容量火电机组一次调频控制。为验证设计控制算法的有效性,设计算例进行性能测试,测试结果表明,与传统的一次调频算法相比,设计的LSTM预估补偿下的超临界大容量火电机组一次调频控制算法在负荷突增和突减两种场景下,能够有效减少频率变化偏差,提升调频能力。

1000 MW超超临界火电机组一次调频控制与优化

由于电网组成机构的变化,对电网的稳定性也提出了更高的要求,电网频率直接影响着供电质量。一次调频作为电力系统中维持功率供需平衡的重要措施,是保证电力系统频率稳定的主要途径,因此优化控制方式,可以提升供电质量,同时也是机组并网安评的重要指标。本文主要分析1000 MW超超临界火电机组一次调频原理,识别一次调频重要参数,以提升火电机组运行效率为目标,探索科学的一次调频控制与应用策略,避免机组陷入故障,优化机组一次调频性能,以此来实现保证机组负荷满足电网需求。

火电机组一次调频在海外中小电网的研究与应用

本文介绍一次调频的原理、性能,结合马来西亚巴林基安2×300MW燃煤机组一次调频设置和实际运行情况,对火电机组一次调频性能的影响因素和功能的局限性进行分析,可以作为应用案例为海外中小电网同类型机组提供参考。

火电机组一次调频动作特性对网频稳定的影响

本文全面分析电网频率波动时湖南省火电机组一次调频动作的情况,对影响一次调频的因素进行了系统的总结分析,为进一步提升全网火电机组一次调频贡献率提出整改建议与措施。

火电机组一次调频功率响应特性精细化建模

由于火电机组的功率响应具有较强的非线性特性,常规线性模型难以精确反映机组实际的一次调频响应特性。通过分析汽轮机阀门流量特性、主汽压力等关键因素对机组一次调频功率响应特性影响,引入阀门流量特性和主汽压力耦合函数、主汽压力模型和调节级压力-负荷动态转换系数,在典型汽轮机模型基础上构建火电机组一次调频功率响应特性精细化模型。结合某660 MW超临界机组的一次调频试验对所建立模型的性能进行验证。结果表明,与常规模型相比,新模型能够更好地反映实际机组的一次调频功率响应特性。

适用于高风电渗透率电力系统的火电机组一次调频策略

大规模随机波动的风电功率接入电力系统将引起系统频率偏差增大,从而对电力系统的频率响应能力提出了更高要求。该文基于实测数据研究了风电功率的频率特性,分析了不同频段内的风电功率波动对电力系统调频的影响。在一次调频时间尺度下,分析了调差系数取值对一次调频控制系统稳定性的影响,并基于分频原理提出火电机组动态一次调频控制策略。该策略通过在不同频段内设置不同的火电机组调差系数,提高了火电机组的一次调频能力。将该策略应用于两区域电力系统,结合实测风电场功率波动数据进行了算例仿真,仿真结果表明利用该策略能有效减少风电功率波动对系统频率稳定的影响。

大容量机组一次调频参数对电网频率特性的影响

随着发电机组容量的不断提高,大容量机组一次调频参数成为影响电网频率特性的关键因素。从发电机组一次调频机理出发,建立发电机组并网运行一次调频数学模型,理论分析了调差系数和调速器死区参数设置与电网频率稳定性和调频能力的关联关系。通过对甘肃电网的实例仿真分析,证明大容量机组调差系数和调速器死区设置对电网频率特性的重要影响。给出了甘肃电网的大容量机组在参与一次调频时的最佳调频参数,为大容量机组选择合理的一次调频参数提供参考依据。

火电机组一次调频合格率的影响因素分析

发电机组一次调频功能是保证电网频率稳定的一项有效措施。本文结合河南省一次调频考核开始后对火电机组一次调频治理情况,从信号采集、逻辑控制、执行系统和信号传输4个环节对影响火电机组一次调频合格率的问题进行了归纳、分析和总结。实践证明,通过对这些问题的系统排查和治理,可以有效提高机组一次调频合格率,在满足电网要求的前提下,赢得更多的发电机会。

计及灵活经济环保运行的火电-飞轮储能系统容量配置与调频参数协同优化

提出了一种计及灵活经济环保运行的火储系统容量配置与调频参数协同优化方法。首先,设计了一种基于低通滤波自动分配火储功率和考虑储能荷电状态自恢复的火储联合一次调频协调控制策略;综合考虑系统调频性能、投入运行成本、污染物排放等,建立了火储容量配置与调频参数协同优化模型,并给出了基于粒子群算法的求解方法。最后,以某火储系统为例进行仿真验证。结果表明:协调控制策略和协同优化方法具有有效性。

大型火电机组一次调频功能投入的研究

根据对京津唐电网火电机组一次调频的调研、试验及研究 ,对目前火电机组一次调频投入现状进行分析 ,对一次调频投入指标及控制逻辑进行探讨 ,并对相应的管理工作提出意见。