风光储系统参与电网调频与消纳技术研究

结合电网调频需求,考虑储能荷电状态、充放电深度等边界因素,提出了风光储协调参与电网调频的控制策略,即考虑到风光的可发资源及响应调节特性,提出兼顾调峰消纳和调频响应的储能参与、光伏配合协调控制策略,在保证调频响应的基础上,充分挖掘光伏响应优势,预留储能充放电裕度,进一步提升了风光储电站调峰消纳能力,延长了储能系统使用寿命;最后,通过建立风光储电站调频仿真平台开展针对性试验,验证了控制策略的准确性和有效性。

电池储能电站主动支撑控制策略及其参与电网调频特性分析

新能源并网变流器中所含的大量功率电子器件基本无阻尼及惯性,故对系统的频率及电压承载能力提出了更高的要求。分析了多时间尺度下电池储能电站的主动支撑控制策略及其参与电网调频的过程。结果表明,采用基于同步机的三阶模型可改善储能变流器的暂态调压能力,使其具备同步机的励磁控制器及调速控制器的标准特性,大大提升储能电站的调频稳压能力,通过合理设置储能系统参数可满足灵活性要求,提供优秀的阻尼特性及惯量特性,使其成为大型新能源并网的有力工具,协同传统机组进行调频,为整个电网带来更加稳定的频率环境。

探析储能系统参与电网调频控制技术

目前,储能系统参与电网调频控制是其继调峰之后非常具有潜力的发展方向,但传统的调频控制技术已经无法促进储能系统的高效运行,其作用远远达不到预期的目标。基于这一情况,多角度分析了储能系统参与电网调频控制的相关问题,为电网调频控制技术的发展,为电力行业的进步提供一定的帮助。

风电场采用健康系数与变下垂输出系统参与电网调频研究

针对风电场参与电网调频导致备用功率冗余的问题,建立了风电场基于健康系数的备用功率分配系统与变下垂系数的备用功率输出的系统。为了分配风机备用功率与控制风机备用功率输出,采用了ARMA风功率预测法对风电场5台风机的历史功率数据进行处理,得到风机的能量密度和功率预测准度,再通过模糊逻辑系统求得风机健康系数,并按照健康系数进行备用功率分配。当频率响应系统检测到频率误差后,控制风机变下垂功率输出系统进行功率补偿,稳定电网频率。仿真结果表明,基于健康系数的功率分配系统与变下垂功率输出系统增加了风电参与电网调频的能力,减少了系统备用功率的冗余。

基于最优光伏阵列重构的电网调频策略研究

为实现光伏电站功率输出最大化以及功率输出与调频(FR)信号之间的功率偏差最小化,提出了一种新型光伏电站最优阵列重构(OAR)模型。为快速获取最优Pareto前沿,采用了一种寻优性能高效的多目标黑猩猩优化器(MOBO)。采用了一种多准则妥协解排序法(VIKOR)的决策方法,从所获取的Pareto前沿中确定最佳折衷解。为验证所提出的OAR多目标优化的有效性,在局部阴影条件(PSC)下,对10×10的网状结构(TCT) PV阵列进行了固定FR信号和时变FR信号的两个案例研究。仿真结果表明,与无优化相比,所提方法可以明显减小两个目标函数的功率偏差。特别是,时变FR信号下,所获得的功率偏差仅为无优化的51.10%和64.45%。

液化空气储能系统参与电网调频的动态特性研究

为深入研究液化空气储能系统参与电网调频的动态特性,基于液化空气储能系统的数学模型,建立了12.5 MW液化空气储能机组膨胀系统的仿真模型,并结合无穷大电网模型,模拟了储能系统在空载冲转、并网以及电网调频工况下的参数变化,分析了液化空气储能系统作为新的辅佐新能源电网调频技术的可行性及其动态特性。仿真结果表明:空载冲转过程中,膨胀机转子转速标幺值最大为1.013,超速比为1.3%;并网发电过程中,实际转速标幺值和实际电功率标幺值在765 s时稳定至1;电网调频过程中,实际功率标幺值在10 s内稳定至0.990,且在调频过程中实际电功率标幺值最高为1.032。本研究为了解液化空气储能系统参与电网调频的动态特性提供了数据参考。

周期通信对储能系统参与电网调频的影响分析

随着新能源并网功率逐步增加,跨区直流替换传统机组,电网调节能力不断下降。储能系统双向功率快速控制的优势,为电网频率控制提供了更多手段。根据储能系统和电网设备间大量使用周期通信方式的现状,定量计算了可能引发电网频率振荡的通信周期范围。通过分析目前运行的园区电网频率振荡过程,得出是由周期通信定值设置不合理引发频率振荡的结论。通过实际降低周期值,未发生类似现象。根据该电网和储能实际参数,建立了包含储能系统周期通信及功率控制的电网仿真系统。仿真系统频率响应过程与实际电网频率振荡周期、幅值一致。对不同的低通信周期情况进行了仿真,系统扰动后未出现频率振荡过程,验证了定量计算结果的正确性,也支撑了电网实际修改周期定值的有效性。

考虑电网调频需求时的直流负载电压下垂控制方法

电解电镀、冶金化工、电动汽车等行业的直流型用电负载在电网中的占比越来越大,对电网频率稳定性的影响也因此更加明显了。以响应电网调频需求为目标,提出了在保证电网电能质量的前提下,通过电力电子接口电路实现对直流负载电压的下垂控制,使可调型直流负载能够对电网频率异常事件进行响应。此外,为了确保直流负载的正常用电,并且避免对直流负荷进行频繁切换控制,还进一步提出了分区间调频控制模式,从而满足了需求侧响应、电网友好等电网需求。提出的控制方法结构简单,容易实现,可降低直流负载接入对电网的影响,提升电网对大规模直流负载接入的适应性。最后通过Simulink仿真验证了此方案的可行性、有效性。

计及循环寿命的电网调频储能容量优化配置

针对储能电池参与电网调频时的容量配置问题,提出一种优化配置方法。综合考虑了储能电池的各项成本以及参与调频时可获得的收益,并且引入了储能电池的容量保持率模型,利用数值拟合的方法对不同放电深度给储能电池循环寿命造成的影响进行了定量分析与计算;同时基于区域控制误差信号,以储能运行特性和电网调频需求为约束条件,获取储能电池在调频过程中的出力序列,以此对储能的功率容量和能量容量进行优化配置。最后利用实际电网数据进行仿真验证,对不同放电深度下储能配置的技术与经济特性进行了对比分析,给出了使整体经济性最优的储能放电深度。仿真结果表明,所提配置方法可以灵活协调储能配置方案的经济性与技术性。

基于鲁棒控制的光伏并网系统中抽水蓄能参与电网调频控制策略

抽水蓄能作为技术发展较为成熟的储能形式,主要参与系统的调峰、调频、调相等运行。针对抽水蓄能电站参与含大规模光伏电力系统中的调频运行进行研究,同时兼顾了火力发电的经济性与系统偏差调节速率,建立以综合考虑最大限度发挥抽水蓄能电站调节能力以及快速实现区域控制偏差为目标函数,以库容上下限、机组出力上下限等为约束条件的决策模型。同时提出将鲁棒控制应用于抽水蓄能参与电网调频的应用控制中,建立了火电-抽蓄联合调节的发电控制系统模型。最后,以IEEE39节点系统为例,通过MATLAB仿真,采用提出的鲁棒控制对抽水蓄能机组参与电网调频加以控制,能够有效地对大规模光伏并网带来的出力波动造成的系统频率偏差变化进行调节,验证了模型的有效性及可行性。

储能系统参与电网调频控制技术研究

尽管电力系统不断进步,但电网二次调频依然面临挑战。针对此问题,构建了储能系统参与电网调频的控制系统。该控制系统包含常规机组一、二次调频的协调控制方法、储能系统与常规调频电源的协调控制方法以及储能系统参与电网二次调频协调控制方法。对协调控制方法进行了仿真验证,通过建立满足控制策略的目标函数,实现了区域控制误差(ACE)信号在常规调频电源和电池储能系统之间的分配。同时,基于SOC(State of Charge)幂函数完成了两个储能单元之间的功率分配。验证了控制系统在电网调频中的有效性。

参与电网调频的风电机组线性变参数变桨控制策略

风电机组在进行调频工作的时候,风电机组变桨动作的风速范围将会随着输出功率的变化而发生变化,而在调频的时候,输出功率是经常需要进行调整的,另外,因为风况可以直接影响桨距角调节气动功率的灵敏度,这样就会导致风电机组在进行调频时发生振荡现象,为了解决这一问题,我们需要提出一种线性变参数系统作为原则的风电机组变桨控制方法。

大规模储能参与清洁能源电网调频的优化配置

因为受到石化能源危机以及环保等双重问题的影响,清洁能源开始成为电网建设主流趋势。为更好地开展电网应用,对大规模储能参与清洁能源电网调频配置优化方式方法展开了深入性探讨。以此为重点,通过对储能技术分类及其应用的介绍,希望实现清洁能源以及储能技术的高质量应用。

CPS2考核电网调频分析

阐述了CPS标准下的南方电网联络线功率与偏差考核标准,分析、研究了基于CPS2考核指标的互联电网调频工作,结合云南电网的实际情况,提出了相应的改进措施建议,并在电网实际运行调控中验证了相应措施的有效性。

电池储能系统辅助火电机组参与电网调频的控制

本文在分析国内外电池储能电站发展现状的基础上,针对新能源发电侧应用场景,针对新能源功率输出平抑、计划出力跟踪等新能源发电侧应用场景,电网频率调整、网络潮流优化等输电侧应用场景,以及分布式、移动式储能等在配电侧的应用场景。对国内外近些年来电池储能应用的研究成果及现状进行了综述,并对未来大规模电池储能电站的运行控制方法和应用前景做出了展望。

探讨储能系统参与电网调频控制技术

该该项目将在两个退役的Xiaodia一期燃煤机组的场地上建设,容量为100兆瓦/200兆瓦时,将分两个阶段实施。在第一阶段的建设中,将使用容量为50兆瓦时/100兆瓦时的磷酸铁锂电池来储存能量,建设将于2021年11月开始。 自启动以来,该项目已经克服了寒冷和炎热的冬天以及新的可怕疾病流行所带来的一系列困难。在省发改委、地方政府和浙能集团的大力支持和关怀下,2022年8月15日启动了项目全面调试的试点阶段,随后进行动态充放电试验,直至项目正式投入使用。为了验证协调控制方法,进行了模拟,以确定常规调频馈电中控制误差(ACE)信号的分布和储能系统下的面积,使目标函数满足控制策略的要求。此外,储能系统的功率分配是基于充电状态(SOC)功率函数。控制系统对电网频率控制的有效性得到了验证。

电池储能系统参与电网调频的优势研究

电网在我国电力系统当中发挥着重要的作用,保证电网的稳定运行可以为我国的经济发展提供稳定持续的电力.从目前的分析来看,我国的电网要想维持在稳定的状态下,其频率要维持在50Hz左右,也就是说电网要能够实时的保持发电和负荷需求之间的平衡.因此在电力供应少于需求的情况下,需要利用校正对二者进行平衡.传统的调频方式在平衡调节的时候利用的是增减电网发电功率输出的方式,而随着电力规模系统的扩大以及负荷变化增速的提高,这种方式的有效性在不断的下降,所以需要使用性的调频方式.基于此,本文就电池储能系统参与的电网调频优势进行研究和分析.

基于多尺度分解的风火储协同调频控制策略

为提升风火两大主力电源对电网频率的主动支撑能力,提出一种基于多尺度分解的风火储协同调频控制策略。首先,考虑风火及储能参与电网调频时的不同响应时间尺度,提出基于小波包分解的频差指令多尺度分解方法及风火储分别响应中低高频差分量的互补匹配方案;提出适应火电调频响应特性的频差指令低频分量获取方法,发展考虑风电有功裕度和储能容量约束的风储出力自趋优调配方法,实现风火储与中低高频分量的精准对应;针对不同运行工况,提出基于调频裕度的风电场聚类分区方法及风力机有功功率智能调控方法,提升风电场对电网频率的主动支撑能力。仿真结果表明,所提策略能有效实现风火储联合参与一次调频,在满足约束的前提下,充分利用风储调频容量,有效改善系统频率特性。

储能辅助机组AGC调频一体化协调控制系统方案研究

近年来我国电力领域清洁能源发展迅猛,国内电网电源结构发生了巨大变化,对火力发电机组灵活性要求逐步提高。储能参与常规火力发电机组AGC辅助调频,可以提高发电机组辅助服务水平、增强电网调频能力、增加电厂收益。以西北某电厂储能辅助火电机组AGC调频项目为例,提出了储能辅助机组AGC调频的一体化协调控制系统方案,该系统通过与火电机组多个系统的协调控制,实现对储能辅助火电机组AGC调频系统的集中协调、快速功率控制,从而改善火电机组AGC调节能力,提升发电机组综合调频性能指标K值,提升发电机组AGC调频性能和市场竞争性,以期给类似工程提供参考。

计及调节性能及经济性的需求响应资源参与电网调频综合评价

从调频性能与经济性2个维度,建立需求响应资源参与电网调频的统一评价指标体系;结合层次分析法和熵权法获得组合权重,建立基于物元可拓法的需求响应资源综合评价模型。仿真结果验证了所提评价模型能够基于调频资源的实际状态对其调频性能及经济性作出客观评价。评价结果可为不同调频场景下需求响应资源的协同调用提供有效参考。