基于电力系统频率一次调整模式下的电力电量平衡

由于风电、光伏等新能源发电具有间歇性、波动性、随机性,大规模的新能源并网将对电力系统频率的一次调整带来较大的影响,传统的电力系统电力电量平衡已不能完全适应新型电力系统的特点。本文提出基于电力系统频率一次调整模式下的电力电量平衡方法,尝试解决新型电力系统的电力电量平衡问题。

考虑通信时延和负荷不确定性的电力系统频率控制策略优化

电力系统的频率控制是确保电网安全运行的重要手段。然而,通信时延和负荷不确定性会降低系统的实时性,威胁系统安全。基于此,提出一种电力系统频率控制优化策略,并进行仿真实验。实验结果显示,在动态时延场景下,系统频率偏差减少了约4%,响应时间缩短了约20%;在极端负荷场景下,系统频率偏差减少了约30%,响应时间缩短了约25%。表明优化策略能提升系统的稳定性和健壮性。研究成果为提升电力系统在复杂条件下的稳定性提供了理论支持和实际应用价值。

联网风电功率波动对电力系统频率影响评估

大规模风电功率波动会引起系统频率波动甚至导致系统频率动态越限,危及电网的安全运行。由于风力发电具有单机容量小、随机波动性强等特点,基于阶跃扰动的传统电力系统频率动态分析方法将不再适用。该文构建含大规模风电电力系统频率动态评估方法,该方法利用t-location概率分布模型描述风电功率随机波动特性、采用序贯蒙特卡洛法模拟时序风电功率序列。最后,以某区域电网为例,仿真分析大规模风电场群联网运行对系统频率的影响。

基于支持向量机的电力系统频率测量新方法

提出了一种基于支持向量机算法(SVM)的检测电力系统频率的新方法。该方法在采样点数很少的情况下采用试探方式,用单一的频率去拟合原信号曲线,通过比较幅值能准确检测出电力系统频率,具有计算简单,精度高等特点。

一种评估大规模风电功率脱落对电力系统频率影响的分析方法

大规模并网风电功率的波动会引起系统频率波动甚至导致系统频率动态越限,危及电网的安全运行,而风电单机容量小、随机波动性强等特点,使得基于阶跃扰动的传统频率动态分析方法不再适用。本文提出一种基于风电功率波动特性以及系统频率响应特性的评估方法,可用于分析风电功率波动极端方式——大规模风电功率脱落对电力系统频率动态的影响程度。基于实际电网风电运行实例,分析了并网点受扰后风电机群脱网造成的风电功率脱落引起的系统频率动态过程,并评估了典型运行方式下满足系统容许频差约束的最大风电功率脱落值。

含风电场的电力系统频率特性动态仿真分析

针对风电接入电力系统后对其稳定性的影响问题,阐述了含风电的电力系统动态仿真模型(风电机组模型包括恒速异步风电机组和双馈变速风电机组),仿真分析了电网侧发生扰动及风电场侧发生扰动情况下风电系统的频率响应过程,以及风电并网运行对系统频率的时空分布特性的影响。仿真结果表明,电网侧发生扰动及风电场侧发生扰动情况下,两种不同风电机组对系统频率的作用及影响不同,风电并网运行对频率的时空分布特性产生了重要影响。

风力发电对电力系统频率的影响

现阶段我国风力发电发展迅速,风电作为一种新能源接入电网后由于风功率的波动会对电力系统的稳定性和可控性产生影响,并且风力发电作为一种分布式能源不具备电力系统需要的频率调节能力。基于以上问题,本文提出了一种惯性风电平滑控制的方法,通过这种方法可以平滑风电波动,减轻风功率波动对电力系统频率的影响。该方法主要考虑风电机的切入风速到额定风速之间的功率波动。可以配备一个控制系统来控制风电机的输出功率,减轻风电波动对电力系统频率稳定性的影响。

含储能的区域互联电力系统负荷频率预设性能控制

针对大规模新能源影响电力系统频率稳定的问题,对含储能的区域互联电力系统负荷频率控制进行了研究。首先,建立系统状态空间模型;然后,为了使区域控制偏差快速收敛至目标值,引入预设性能函数,采用预设性能控制的方法对跟踪误差进行转换,设计了具有预设性能的控制器;最后,将控制器的输出作为储能系统的参考信号,储能系统再输出相应的功率至区域互联电力系统中。基于两区域互联电力系统进行仿真验证,仿真结果表明:与模型预测控制策略相比,所提控制策略能够更为快速地将区域互联电力系统的频率偏差和区域控制偏差限制在稳定范围内,维持区域互联电力系统的稳定,改善系统调频效果。

提升新型电力系统调频能力的受控负荷阻尼因子控制器

建设以新能源为主体的新型电力系统是实现碳达峰和碳中和的有效途径。随着可再生能源发电的大规模建设并入网,常规以化石能源为燃料的大型发电机组将会被逐步替换,这种情况将导致新型电力系统的调频与调峰面临着巨大的压力。同时随着用电负荷设备中电力电子的渗透和自动化水平的提升,在电力系统调频中使用的负荷阻尼常数D,即负荷有功对系统频率变化的自然响应,也发生了相当大的改变。很多单个家用电器及其组合对系统频率的变化不响应或基本不响应,这意味着负荷阻尼常数D会变得很小。由此,提出1种受控负荷阻尼因子的新概念、控制器的设计理论和实现方法,将大幅提升负荷有功功率对系统频率变化的受控响应,有效增强了新型电力系统的调频能力。根据2021年全国负荷水平计算,按照所提理论,可以给全国电网增加的调频容量达到(15000~20000)MW/0.1Hz,为解决大规模可再生能源发电接入电网面临的调频难题提供理论和技术支撑。

一种新型基于傅氏滤波的电力系统测频算法

本文提出了一种采用迭代算法来实现自适应跟踪测量电力系统频率的方法,通过实时调整傅氏滤波系数,来达到频率测量精度的标准。经仿真和实际应用表明:本算法能较好地跟踪系统频率的变化,且该算法能够同时对多路信号进行频率的跟踪测量。

基于BPA潮流的电力系统中长期频率电压稳定仿真方法

随着电力系统的复杂化,电力系统中长期动态过程频率电压稳定对系统安全性的影响愈加明显。针对该问题,提出了基于潮流计算的中长期准稳态时域仿真方法。该方法在传统时域仿真方法的基础上综合利用准稳态思想和潮流计算模块,再进一步针对效率问题提出自适应变步长仿真策略和多时步预测辅助方法。所提方法的算法主体部分和潮流计算部分分别在Mathematica科学计算软件和BPA潮流计算功能模块中实现,通过自定义数据接口进行数据对接。通过在Nordic32标准算例系统和某大区电网实际算例系统中对该方法进行验证,表明该方法显著降低实现成本,并提高了仿真计算的效率。

基于变速抽蓄机组的新型电力系统调频控制策略

为解决新能源机组大规模并网引发的频率安全问题,将变速抽蓄机组纳入新型电力系统调频控制。首先通过根轨迹方法分析了变速抽蓄机组的AGC调频稳定性;然后设计机组功率指令响应性能评价方案,衡量了变速抽蓄机组调频出力的快速性与准确性;在此基础上,提出基于频率变化率的有功动态优化分配策略,并通过Simulink中搭建的两区域互联电力系统LFC模型模拟新能源出力波动,仿真验证所提策略的有效性。结果表明,基于频率变化率的有功动态优化分配策略可充分发挥变速抽蓄机组的调频优势,有效防止频率发生越限、维持系统频率稳定。

基于PID的互联电力系统LFC的优化研究

针对两区域互联电力系统在受到外界负荷扰动后系统负荷频率的变化规律,基于TBC—TBC联络线频率偏差的控制模式,先后利用经典的PID控制技术和前馈补偿控制技术,对两区域互联电力系统负荷频率的控制算法进行优化研究,使两区域的电力系统在突然遭受负荷扰动时能迅速可靠地减少频率偏差和联络线交换功率偏差,恢复系统的安全稳定运行。在MATLAB7.8.0/Simulink软件的仿真下,其结果表明,经过前馈补偿后的PID控制比经典PID控制具有更佳的控制效果和鲁棒性。

电力系统惯量安全机组组合优化决策研究

针对“双碳”目标下新能源大量并网,电力系统同步惯量逐步下降,连锁故障风险愈发上升的问题。综合考虑由新能源发电占比增加带来的电力系统惯量下降以及电力系统连锁故障预防,添加了系统运行约束中的受系统惯量影响的频率安全约束,并引入了运行目标中反映连锁故障风险的潮流熵,最终形成面向连锁故障预防的电力系统惯量安全运行决策模型与求解方法。对IEEE-30系统系统仿真结果表明,潮流熵和惯量安全约束的引入可以实现在牺牲一部分经济运行的基础上显著改善系统潮流分布,降低连锁故障风险,保障系统事故后的电网频率安全和负荷需求。

水电机组调速系统对孤网频率稳定性影响分析

随着区间电网的互联,各地区的自然资源得到充分的利用,但是有些区间联络线由于输电走廊限制等原因相对较弱,一旦发生解列事故,容易形成送端(受端)孤立电网,将导致局部系统功率严重失衡,系统的频率稳定问题就会凸显出来。本文以新疆电网220kV玉莎线事故为基础,分析了水电机组调速系统调速特性以及水电机组调速系统对孤网频率稳定性的影响,得出孤网中水电机组调速系统对安全自动装置动作的影响,不同容量水电机组调速系统对孤网频率影响不同,不同容量水电机组调速系统之间的配合对孤网频率影响不同。运用PSASP仿真验证了相关结论,分析结果对实际电网运行、安全自动装置配置以及调速器参数设置具有重要的参考价值。

调速系统对孤网频率稳定性影响分析

随着区间电网的互联,各地区的自然资源得到充分的利用。但是有些区间联络线由于输电走廊限制等原因相对较弱,一旦发生解列事故,容易形成送端(受端)孤立电网,将导致局部系统功率严重失衡,系统的频率稳定问题就会凸显出来。以新疆阿勒泰地区电网为研究对象,分析调速系统调速特性以及调速系统对孤网频率稳定性的影响,得出孤网中不同容量机组调速系统对孤网频率影响不同;水电机组调速系统和火电机组调速系统对孤网频率影响不同;不同容量水电、火电机组调速系统之间的配合对孤网频率影响不同。运用PSASP仿真验证了相关结论。这对实际电网运行、水电和火电机组调速系统之间的配合具有重要的参考价值。

基于PSCAD的区域闭环频率调速系统在不同负荷扰动下的调频参数分析

一次调频是调速系统根据电网频率变化,自发调整机组负荷,确保电网频率稳定的重要途径之一。通过建立典型发电机组一次调频模型和调速系统模型,将控制区等效为一个同步发电机群,进行不同负荷扰动时的仿真试验,分析一次调频参数对控制电网频率的影响,得出参数对控制系统稳态性能和动态性能的影响规律,可作为实际控制系统中参数设置的重要参考。

知识-数据混合驱动的电网频率协同控制算法

可再生能源对传统同步机组的持续替代在加剧电源侧功率波动的同时,还显著降低了系统整体惯量水平,进而对电网的频率稳定造成了严峻挑战。针对新形态下电网频率控制难题,提出了一种“集中式训练、分布式执行”的知识-数据混合驱动算法以实现含储能的多机系统对频率偏差的快速协同响应。该算法采用演员-评论家架构,以深度策略网络作为演员,构建起本地信息与控制器动作的映射关系;以系统频率偏差和发电机/储能系统出力关于控制器输出动作的策略梯度解析表达式构建评论家,辅助深度策略网络参数的离线训练。训练完备的各智能体(深度策略网络)可以仅依赖本地状态信息实现发电机和储能系统间兼顾快速频率响应与整体调频成本的实时协同运行。仿真结果验证了所提算法在频率控制效果、系统调频总成本以及收敛速度等方面相较传统方法的优越性。

电力系统低频减负荷实时仿真研究

电力系统自动低频减负荷是保证电力系统安全、稳定运行,提高重要用户供电可靠性的重要措施。对电力系统自动低频减负荷进行实时仿真研究有着十分重要的意义。

卡尔曼滤波在农电网系统中的研究分析

随着我国对农业农村发展的大力支持,农村现代化和新农村建设需要电力企业的支持。当前农电网最大的问题是大量电力设施设备、各种家用电器的应用,导致农村电网电力系统运行频率发生偏移会严重影响电力系统运行的安全性与可靠性,电力系统频率稳定性的运行是系统安全的重要指标。当运行系统的频率发生偏移严重时,会造成电力系统的损害或安全事故。通常,电力系统功率容量的基本状态由电力系统频率反映,但是大容量负载和控制器的缺陷会导致频率偏移。本文利用卡尔曼滤波器的原理来测量和预测农村电网的电力系统频率,并用实验仿真验证了这种方法的可靠性。