钢铁企业电网独立运行下稳定性的分析

随着国家经济的发展,电力系统通过不断的扩容和并网,规模和结构也越来越庞大。在发电机组自动装置作用下,钢铁厂电网能否保持独立稳定运行,对其的生产稳定及供电至关重要。本文主要对于维持钢厂电网稳定发展具有一定借鉴意义。

110kV铝电网独立运行技术研究

根据铝厂用电负荷要求，通过对110kV铝电网独立运行技术和黑启动方案的研究和试验，总结运行中的技术参数和黑启动方法。

独立微电网变频负载电容电压与电机转速自适应协同调频方法

为解决独立交流微电网受扰动易发生频率波动与突变的问题,该文利用直流电压、电机转速与系统频率存在的耦合特性,提出变频负载电容电压与电机转速自适应协同调频方法。变频负载参与调频时,直流电容与电机释放惯量难以协调配合,易导致电压或转速越限,严重时引发逆变器闭锁或电机失稳。提出虚拟同步机整流配合异步机矢量控制,逆变侧外环控制附加含有频率微分信号的电压-转速协同调频项,实现电容和电机惯量对外界频率扰动的快速响应。构建变频负载小信号模型,根据直流电压和转速范围自适应调节协同调频系数,动态优化电容和电机释放惯量比例以改善负载侧动态性能。基于变频负载频率响应的时域解析形式,提出自适应系数整定方法。根据自适应系数对可调功率比值的灵敏性提出权重系数最优区间整定方法。在RT-LAB半实物平台搭建独立交流微电网模型,结果表明,所提策略通过电容与电机惯量动态协调响应,改善了扰动下独立微网的频率品质。

独立型微电网中自动化能量管理系统的设计与实现

针对独立型微电网中的能量管理问题,提出了一种基于量子优化的自动化能量管理系统。该系统利用量子优化算法求解能量调度问题,通过构造量子哈密顿量高效搜索近似最优解。此外,系统集成了需求侧管理等技术,采用边缘计算架构实现了分布式能量管理。结果表明,所提出的自动化能量管理系统能显著提高微电网的能量利用率,降低运行成本,并具有良好的可扩展性和实时性。

含风光出力随机性的独立微电网二次频率控制

针对风、光发电随机性的问题,提出一种考虑新能源减载参与二次调频的模型预测控制方法。建立包含随机功率扰动的扩展状态矩阵,采用卡尔曼滤波估算随机未知扰动;依据风、光最大可用功率,建立实时变约束,避免机组功率越限;设置合理的权重系数,优先风、光发电出力参与二次调频;通过求解变约束二次规划问题,获得各个机组的优化调频功率。最后,建立含多个光伏、风电的微电网模型,在不同场景下与常规二次调频方法进行对比仿真。仿真结果表明,所提方法能提高系统频率恢复速度,减小系统频率波动,尤其在风、光发电剧烈波动场景下。

岛礁风光柴储多能源独立微电网建模分析

岛礁多能源独立微电网是解决远海岛礁供电难题,确保岛上军民用电稳定及提高岛礁自然资源利用率的关键技术。传统岛礁独立微电网建模电源种类不够完备,交流母线应用较少。为此,建立了风、光、柴、储4种电源数学模型,在电力电子变换器中使用了基于扰动观察法的Boost升压电路与基于电网电压定向的矢量控制方式。系统模型中风、光、柴、储4种电源汇入交流母线,整体功率、电压趋于稳态。仿真结果表明:所构建的岛礁多能源独立微电网模型较为科学合理,可为开展岛礁多能源微电网健康管理等研究打下坚实基础。

一种基于多目标优化的独立微电网容量配置方法

针对独立型微电网容量配置存在经济成本和供电可靠性难以实现同时最优的问题,提出一种实现经济成本和供电可靠性最优的独立型微电网容量多目标优化配置方法。根据独立型风光储微电网系统中各分布式电源的机理构建风机、光伏、磷酸铁锂电池的数学模型,以等年值投资成本为评估指标构建独立微电网经济成本模型,功率偏差为评估指标构建出基于层次分析法的独立微电网可靠性模型,使用非支配排序的多目标粒子群算法求解系统最优容量配置。算例结果表明,该方法对独立型微电网容量配置在同时实现供电可靠性和经济性上更有优越性。

SOC自适应调节的独立电网混合储能优化配置方法

针对高比例新能源接入独立电网后容易出现的频率稳定和功率波动问题,提出一种荷电状态自适应调节的混合储能优化配置方法。首先,基于对高比例新能源系统动态频率特性的分析,从频率稳定方面计算储能最小支援功率;然后,考虑系统对新能源出力波动的平抑需求,以经济性最低为目标函数,建立储能全寿命周期优化配置模型,并根据功率支援需求对荷电状态下限进行自适应调节;最后,以某高风电渗透率独立电网为例,验证所提策略的正确性和有效性。结果表明,所提方法兼顾系统频率稳定性与平滑新能源出力的需求,显著降低储能配置成本,具有更优的技术经济性。

计及分布式光伏承载力的配电网侧独立储能充放电策略

在“双碳”目标、新型电力系统加快推进下,中国分布式光伏呈现快速发展态势,在高比例分布式光伏接入地区易发生电网电压升高越限和反向潮流设备过载等问题,影响分布式光伏接入配电网承载力。充分考虑配电网侧独立储能调节作用,研究提出了提高分布式光伏接入电网承载力水平的独立储能优化配置及充放电策略。考虑了基于时序潮流和两步式迭代的配电网侧独立储能应用综合成本效益,以系统成本最小为原则,科学合理确定独立储能配置容量和充放电控制策略。选取某村低压配电网为案例,通过配电系统经济分析和优化软件(DEAP),仿真分析了所提独立储能充放电控制策略的有效性。

考虑源荷相关性的独立微电网日前风险调度策略

随着微电网内分布式可再生能源的渗透率提升,灵活资源调度不足导致的弃光和失负荷会对微电网运行造成较大的影响。通过充分调度各类分布式灵活资源,提出一种计及源荷相关性的微电网日前风险调度策略。在考虑灵活资源的独立微电网调控架构下,采用考虑相关性的拉丁超立方抽样方法处理分布式光伏及负荷的不确定性,分析相关性影响下的微电网期望调度成本、弃光与失负荷损失成本及条件风险成本,构建总调度成本期望值最小的日前优化调度模型。仿真结果表明,所提策略通过合理调度灵活资源及预留备用容量,能够有效平衡微电网运行经济性及运行风险。

独立型微电网VSG控制参数分析及定量计算

针对VSG控制原理无法为独立型微电网提供必要的惯量支撑以及阻尼作用的问题,通过建立VSG控制的小信号,分析VSG控制中2个重要参数J和D对系统稳定性的影响以及作用机理,确定了2个参数的选取原则,最后通过MATLAB/Simulink仿真验证其正确性。

计及风光资源不确定性的独立型微电网容量优化配置

围绕风光柴储独立型微网的容量优化配置问题展开研究,为考虑风光资源不确定性给微网带来的运行风险,提出了一种基于条件风险价值(CVaR)的微网容量随机优化配置模型。首先,利用拉丁超立方抽样方法模拟出大量风光出力场景,并用K-medoids聚类算法进行场景消减,得到特征明显、出现概率大的风光场景数据;其次,以微网系统供电可靠性为约束条件,综合考虑微网的经济性和可再生能源利用率指标,结合CVaR建立以年均综合费用最小为目标的随机优化模型;最后,采用二进制粒子群优化算法对这一整数优化模型进行求解,利用电源损失风险指标和负荷风险损失指标分别对确定性优化模型和随机优化模型得到的配置结果进行评价。仿真算例结果表明,相比确定性优化模型,所提出的随机优化模型得到的配置方案具有更强的鲁棒性,能够适应未来多种可能的运行场景。

独立型微电网中基于虚拟阻抗的改进下垂控制

传统的下垂控制没有考虑逆变器之间线路阻抗的影响,直接应用于独立型微电网中分布式电源的控制,会影响系统的稳定性和功率均分。首先详细分析了采用传统下垂控制不能实现功率均分的原因,指出系统的线路阻抗和逆变器的额定容量成反比是传统下垂控制实现功率均分的充要条件;其次,提出了一种基于虚拟阻抗的改进下垂控制策略,引入虚拟电抗削弱线路阻抗模型中的阻性成分带来的功率耦合,引入系统电压反馈,通过改进电压/无功下垂控制解决线路阻抗不平衡带来的无功功率均分问题。采用该下垂控制能够实现系统功率的准确均分,并且改善系统的供电质量。仿真结果验证了该控制算法的有效性。

考虑价格型需求响应的独立型微电网优化配置

为有效提高独立型微电网可再生能源消纳水平,根据独立型微电网内短期风光出力与负荷之间的供需关系提出一种动态分时电价机制,并基于替代弹性建立价格型需求响应模型;从经济性角度出发,计及电价引导下用户的用电行为,建立价格型需求响应参与的独立型微电网的优化配置模型,并采用遗传算法求解。以某海岛微电网为例进行仿真分析,算例结果表明:在独立型微电网优化配置中考虑价格型需求响应能够改善负荷特性,提高可再生能源的配置容量,减少储能和燃料发电机的使用,从而提高微电网的经济性。

独立微电网微源多目标分层优化配置方法研究

微电源的优化配置是微电网设计规划阶段的重点,是实现微电网整个生命周期安全可靠经济运行的基础。文中提出了以负荷支撑最大和系统总成本最低为多目标的独立微电网微电源优化配置方法。提出微电源配置要以保证电能质量及供电可靠性为前提,进而提出了相应的微电网组网规则,并验证了组网规则是微电源配置中必须遵守的规则之一;提出了将储能作为系统源储荷平衡的桥梁,以实现对不可控微源的补充作用;还分析了系统备用度对微电源配置的影响,为微电网后续的扩展奠定基础。文中分别对2类微电源进行分析,采用分层优化方法进行求解,以提高优化速度及结果的准确性。第1层利用HOMER软件得出含不同类型微电源的系统生命周期成本最低的配置方案,从中筛选出满足组网规则的配置组合;第2层以第1层优化结果为初解,以负荷缺电率最低为目标应用粒子群算法求解,得到系统的最优配置方案。与纯运用粒子群算法相比,提出的方法能以更快的收敛速度实现微源容量配置的最优经济性和高供电可靠性。

基于时序负荷的独立电网风/柴/储电源系统容量优化

为了提高独立电网运行的经济性,提出一种独立电网中风电机组、储能装置和柴油发电机组等电源装置容量的优化配置算法。利用时序风速、负荷曲线,结合独立电网可能的运行模式及控制策略,在已知风电机组额定容量的前提下,确定储能装置及柴油发电机组的最优容量配置。分析混合发电系统年度供电成本随风电机组额定容量的变化规律,以供电成本最低为目标函数,求解风电机组最优容量以及相应的储能装置和柴油发电机组的容量配置。算例分析结果表明,该方法能有效提高含风能和储能装置的独立电网的经济性,降低供电成本,证明了方法的正确性和有效性。

功率互济的多独立微电网运行优化及分析

本文提出一种将临近的独立微电网进行互联,构成多独立微电网(MIMG)的能量调度管理策略,在确保多个独立微电网可靠运行的同时,兼顾MIMG的经济效益。针对微电网之间的能量互济,首先提出了先充电后互济和先互济后充电两种策略,为了加强微电网的可靠性,在两种策略的基础上做了优化,将聚类分析和粒子群优化算法进行结合,提出了MIMG等级划分策略,并仿真验证了调度策略的有效性。

含柴油发电机和蓄电池储能的独立微电网频率分层控制

针对由间歇性可再生能源、柴油发电机组和蓄电池储能系统构成的独立微电网,提出一种新型的频率分层控制方案,建立适合蓄电池储能系统和柴油发电机组不同控制特性的分层控制结构及其协调控制策略,提高了独立微电网频率控制的稳定性和灵活性.在一级控制中,采用改进型下垂控制的蓄电池储能系统,来处理较小变化幅度和较短变化周期的随机净负荷波动,提高独立微电网系统的瞬态频率响应特性和频率质量.在二级控制中,采用改进的柴油发电机PID调速控制,应对较大变化幅度和较长变化周期的系统净负荷波动,实现系统频率的无差控制.最后,通过对东澳岛风柴蓄混合能源独立微电网系统在不同运行条件下的频率控制仿真结果,验证了所提方法的可行性和有效性.

基于多级结构原理的独立微电网控制系统

在分析当前微电网发展现状的基础上,提出一种基于多级结构原理构建的独立微电网系统,可应用于无大电网覆盖的海岛、沙漠、偏远山区等地区。论述这种系统的网络拓扑结构及其特点,以某海岛为对象,构建了一个三级风/光/柴/蓄兆瓦级独立微电网系统,阐述该多级独立微电网的调度控制策略中关于多级控制方法、能量调度控制流程及多目标协调控制的关键技术,并应用实时监控与数据采集(SCADA)及调配一体化技术,设计了该微电网及其控制系统的总体结构及功能。

含多分布式电源独立微电网的混合控制策略

针对独立微电网系统中众多的风力发电机组、柴油发电机组和蓄电池储能系统之间的复杂协调控制问题,提出了一种基于对等控制和集中控制相结合的独立微电网混合控制策略。在对等控制方法中,设计了"经济输出功率限制"模块及其算法,改进了柴油发电机组的有功频率特性,提高了多台柴油发电机组并列运行时的经济性和灵活性。基于集中控制的微电网中央控制中心从系统全局的角度对系统中各台风力发电机组和柴油发电机组的解并列、蓄电池储能系统的充放电等离散控制活动进行权衡优化,保证独立微电网系统的经济稳定、灵活高效运行控制。仿真分析了独立微电网系统在不同情况下的运行控制结果,验证了所提方法的有效性。