基于储能惯性响应的电网紧急频率控制方法

针对特高压直流闭锁等原因造成的受端电网频率严重跌落问题,提出一种储能紧急频率控制策略。首先,建立储能参与紧急频率控制的数学模型。其次,对于大功率缺额后发电机组惯性响应不足问题,提出了改进的频率变化率(rate of change of frequency,RoCoF)下垂控制策略以提高储能的惯量支撑,根据储能比例分配系数实时调节储能虚拟惯性及下垂控制出力;惯性响应阶段以RoCoF下垂控制为主、虚拟惯性控制为辅,抑制系统频率变化率;结合频率调节需求和储能系统出力特点提出不同区域的调频策略,并通过模糊控制量化处理区域控制偏差及荷电状态不确定性,提高储能系统频率控制的精度。最后,以某电网实际算例仿真验证了所提方法的有效性和工程实用性。

基于控切配合的高比例风电电力系统紧急频率控制方法

高比例风电送端电网易因通道异常和中断导致高频问题。现有研究忽略了风电机组的减载控制与切机的相互影响,不仅影响频率控制效果,还可能限制系统的后续频率响应能力。为此,分析了风电电力系统的暂态频率响应特性,提出了双馈风电机组“控切配合”的思想,构建了考虑双馈风电机组转速恢复约束的风电电力系统紧急频率控制的优化模型;进而提出了一种基于控切配合的高比例风电电力系统紧急频率控制方法,最后通过算例验证表明该方法能够有效提高电力系统的紧急频率控制能力,保障高比例风电电力系统的频率稳定。

新能源发电调控参与的送端电网直流闭锁紧急频率控制策略快速优化

对于含高渗透率新能源发电的送端电网,直流闭锁后可通过快速降低新能源场站功率替代高代价的切常规机组操作,来实现更加经济的频率安全控制。因此,针对送端电网直流闭锁故障,该文提出一种新能源场站协同常规机组的紧急频率控制策略优化模型,在保证频率安全的同时最小化系统控制代价。此外,考虑到直接求解上述含微分方程约束的非线性优化模型非常困难,该文提出针对该模型的系统性混合整数线性化方法,因此可用具有大规模混合整数线性规划(MILP)问题求解能力的商用软件对其进行高效求解。最后对我国西北某省级电网进行算例仿真分析,结果说明了所提优化模型的有效性以及求解过程的高效性。

多类型资源协调的“双高”送端电网频率紧急控制策略

针对大容量直流闭锁下“双高”送端电网调频资源紧缺、稳控切机量大等问题,提出了一种多类型资源协调的频率紧急控制策略。首先,分析直流闭锁后送端电网频率响应过程,整合同步电源、新能源、抽水蓄能、电化学储能、直流调制和稳控切机等事件/响应驱动资源特性,构建了“双高”送端电网频率紧急控制框架和频率响应模型。进而,以直流闭锁后紧急控制代价最低为目标,考虑多元异质资源控制量约束、功率平衡和暂态频率安全约束,建立了多类型资源协调的频率紧急控制模型。最后,基于改进的IEEE RTS-79系统开展了算例测试,仿真结果表明所提模型解算的紧急控制策略能够在满足暂态频率安全要求的同时协调各类资源,且能够有效避免直流闭锁后新能源高频脱网。

频率紧急控制中动作时延和措施量对低惯量系统控制有效性的影响

频率紧急控制是保障电网故障后频率安全的第二道防线,通常由基于事件触发的稳控系统实现,已成为支撑特高压直流安全送电的标配。随着高比例新能源的快速发展,系统调频能力和惯量水平不断下降,电网故障后的频率响应特性出现跌落深度大、速度快的新特征,紧急控制能否有效是关系系统频率安全的关键因素。该文首先建立了计及频率紧急控制的高比例新能源电力系统频率响应模型和传递函数;其次从永久性扰动和短时性扰动两方面,详细分析了系统频率响应特性以及频率紧急控制动作时延和措施量的有效性,并给出了紧急控制有效时新能源接入比例的限值;最后结合实际电网仿真模型开展了时域仿真验证,指出低惯量电力系统短路故障引起的连锁短时性功率扰动将成为频率安全防御的关键和难点。

新能源与多馈入直流的受端电网频率紧急控制策略

为应对新能源对频率支撑能力的削弱和大容量直流闭锁带来的频率冲击,需要进一步研究受端电网频率紧急控制策略。基于详细调速器和负荷模型,分析多维因素影响下的频率特性,把影响频率稳定的多维度因素映射至单一因素表征的低维空间,提出适应高比例新能源和大容量直流接入的频率紧急控制策略,并结合精准切负荷系统扩容场景,提出适应大区电网省间功率交换的两类可中断负荷分配方案。基于实际电网的仿真,验证了所提策略的有效性。

溧阳抽蓄频率紧急协调控制系统执行子站通信网优化改造

溧阳抽蓄频率紧急协调控制系统是华东电网频率紧急协调控制系统的抽蓄控制执行子站,拥有抽水蓄能电站低频切泵功能,能够减少电网特高压直流系统故障对大受端电网频率的冲击影响。为提高网络可靠性和业务承载能力,溧阳市开展抽蓄频率紧急协调控制系统改造及配套通信网优化建设,以优化通信网网络架构和业务通道异地双重化配置。

计及需求响应的智能化微网频率紧急控制策略

随着分布式能源的迅猛发展，未来电网将呈现出大型电网与微网协调并存的局面。传统频率紧急控制方法主要以大电网为研究对象，故该文针对微网特征提出一种智能化控制策略以适用于分布式电源接入的微网：通过合理设置频率阈值来避免故障时急剧的频率偏移对微网稳定性的威胁；考虑对系统功率缺额实施动态估算，以准确选择负荷控制量；研究系统等效惯性常数的精确计算方法，从而降低策略的实施误差；计及需求响应的协调配置来减少策略控制代价。基于此，将所提策略设置为基于需求响应和基于低频减载两个主控制模块，并制定策略实施的具体流程。同时，在理论上对所提功率缺额动态估算的准确性进行证明。最后，在IEEE13节点微网中仿真，分析表明：在不同场景下，所提策略均能有效保障系统频率稳定；由于需求响应的合理应用，其控制代价也能有所降低。

混杂电力系统频率紧急控制的Petri网建模与仿真

分析了混杂电力系统频率紧急控制问题的典型结构和动态方程 ,然后采用能对连续变量系统和离散事件动态系统建模和分析的有效工具——微分 Petri网 ,建立了混杂电力系统频率紧急控制的 Petri网模型 ,并提出了相应的优化控制策略。在此基础上 ,对紧急状态下混杂电力系统的频率调控过程进行了仿真计算 ,其结果表明文中所提出的模型与控制方案是有效的。

适应智能电网的SSP510频率电压紧急控制装置的研制

随着特高压电网和智能电网的建设,我国电网的结构和规模发生重大变化,对频率电压紧急控制装置提出了新的需求。介绍了装置的硬件架构和特点,阐述了装置的智能化插件管理方法、基于重采样的DFT前端修正算法、智能变电站下精确切负荷方法以及基于C/S模式实现标准化人机界面显示和交互方法,最后介绍了装置的工程应用情况。

微机型频率电压紧急控制装置的研究

以单片微机为核心的SSE520频率电压紧急控制装置是一种可实现低频低压保护功能的装置,它可根据系统内功率缺额的情况完成低频低压减载,使保留的负荷容量与运行中的发电容量相适应,确保电网的正常运行。文章着重阐述了紧急控制装置的低频减载控制执行过程,同时又探讨了信号输出的方案设计。

在频率紧急控制装置中扩充 df/dt 应用的探讨

文章对在频率紧急控制装置中扩充ｄｆ／ｄｔ的应用进行了分析，论述了ｄｆ／ｄｔ在防止装置过切，以及小电网孤立运行时正常负荷波动可能造成装置误动等方面的可行性。

水轮机参与西南电网频率紧急控制协调优化方法

渝鄂背靠背直流实现西南电网和华中电网异步互联,西南电网频率越限和失稳风险加剧。目前的紧急控制措施主要有切机、切负荷和直流功率紧急支援及其协调优化。该文提出水电机组出力快速调节参与频率协调控制,有利于频率紧急控制的灵活性和经济性。考虑频率越限程度和频率控制措施的响应时间、控制代价,对不同的频率控制措施进行优先级排序。在小功率盈余场景下,水电机组出力快速调节措施经济代价最低,优先使用。在大功率盈余场景下,水电机组调节时间为10s左右,优先级靠后,参与稳态频率越限控制,可以补充切机措施过切/欠切的问题,减少追加切机代价。最后通过实际电网仿真算例,验证水电机组出力快速调节的有效性,考虑频率越限程度进行不同措施协调优化的优越性。

面向特高压交直流大受端电网的频率紧急控制特性分析

以特高压交直流混联为特征的大受端电网易发连锁故障,一旦发生直流闭锁,频率稳定问题可能随之出现。针对多直流协调控制、安控抽蓄切泵、精准负荷控制等频率紧急控制方法,开展基于实际电网典型运行方式下电网的频率紧急控制特性仿真,验证现有频率紧急控制方法的有效性。

新型电力系统频率紧急控制改进方案研究

风电与光伏等可再生能源由于机组的功率特性、直流输电与光伏等逆变类电源的换流特性,所构成的新型电力系统惯性低、阻尼小,在电网大扰动场景下系统频率变化速度快、幅度大。因此,亟需研究适用于“双高”新型电力系统的频率紧急控制改进方案。在同步机类、逆变类电源频率特性分析基础上,提出一种计及配网有源化、储能与可再生能源协调配合的新型电力系统频率紧急控制改进方案,通过综合直接潮流算法计算主动配电网与主网间输电通道实时功率方向,根据“源”“负荷”属性实现频率调节,根据储能与可再生能源调节特性实现快速、高效系统频率紧急控制。

失步解列及频率电压紧急控制装置在新疆电网的应用

阐述失步解列及频率电压紧急控制装的硬件配置、测量方法和动作原理，对SSD540C型和UFV-2F型装置进行比较，并对装置在新疆电网中的应用进行分析。

频率电压紧急控制装置IEC 61850 A级一致性测试问题分析

IEC 61850已经成为变电站自动化系统的国际标准,国内应用发展迅速。一致性测试是IEC 61850标准的一项重要内容,是保证装置互操作的基础。作为最高级别的一致性测试,A级测试要求非常严格。介绍一致性测试的理论;结合频率电压紧急控制装置开展A级一致性测试的经历,深入分析测试过程中出现的典型问题,可给相关装置的测试提供有价值的参考。

微机型频率紧急控制装置及其在电力系统的应用

介绍了微机型频率紧急控制装置构成、工作原理;分析了不同型号的低频减载装置在福建电网应用时对电力系统的影响;提出装置的改进措施。

应对暂态短时功率冲击的接续型频率紧急控制方法

随着新能源及直流的大规模接入,新能源暂态低电压穿越、直流换相失败等冲击引发电网暂态低频风险加剧,单纯基于前馈控制律的现有频率紧急控制模式策略难以制定,且采用的一次性有功总量控制方式极易诱发连锁高频风险。基于前馈控制理论阐述了现有频率紧急控制律及影响因素。分析了高比例新能源接入对现有频率紧急控制的时效、系统参数及控制目标方面的影响。融合前馈和反馈控制优势,提出了融合故障事件触发和响应轨迹驱动的接续型频率紧急控制方法。基于实际电网典型案例进行了仿真验证,结果表明,采用该控制方法能够有效应对短时性功率冲击下传统一次性频率控制方式引发的高低频连锁问题,提升了高比例新能电网频率稳定控制的防御能力。

UFV-200系列安全稳定控制装置

分析了电力系统安全稳定控制装置具有种类繁多、功能复杂、生产周期短、数据处理量大、精度要求高、装置动作速度快、可靠性要求高、装置间通信接口多、数据量大、与监控网络交换数据多等特点。采用可配置原则进行设计的UFV-200系列稳定控制装置,通过使用统一的32位机硬件平台和模块化结构软件,可适应电网结构和运行工况的灵活多变性。详细介绍了该装置的工程应用情况。