基于网源协同的300 MW机组负荷快调及综合调频技术研究

大力发展新能源和大规模外电入鲁是山东实现新旧动能转换、推动经济快速平稳发展的关键之举,截至2017年,新能源发电量和外电入鲁电量已占全省发电量的40.98%,到2018年风电和光电装机容量已达到千万千瓦级别。但是,新能源受天气因素制约,一直处于随机波动状态,实时干扰电网频率,直接影响人民生活和工业生产,甚至会产生弃风弃光事件;而特高压直流输电线路一旦出现故障,就会产生巨大供电缺口,导致电网频率突降,极有可能引发大面积停电事故,造成重大经济损失和不良社会影响。因此,火电机组必须具备良好的一次调频和AGC等涉网性能,才能弥补新能源发电量波动和外电入鲁故障造成的频率波动,才能破解新能源消纳难题,为准确应对外电故障提供数据支撑。

基于网源协同的600 MW机组负荷快调及综合调频技术研究

大力发展新能源和大规模外电入鲁是山东实现新旧动能转换、推动经济快速平稳发展的关键之举,截至2017年,新能源发电量和外电入鲁电量已占全省发电量的40.98%,到2018年风电和光电装机容量已达到千万千瓦级别。但是,新能源受天气因素制约,一直处于随机波动状态,实时干扰电网频率,直接影响人民生活和工业生产,甚至会产生弃风弃光事件。而特高压直流输电线路一旦出现故障,就会产生巨大供电缺口,导致电网频率突降,极有可能引发大面积停电事故,造成重大经济损失和不良社会影响。因此,火电机组必须具备良好的一次调频和AGC等涉网性能,才能弥补新能源发电量波动和外电入鲁故障造成的频率波动,才能破解新能源消纳难题、为准确应对外电故障提供数据支撑。

基于风速分段的DFIG机组综合调频控制研究

本文依据风电机组减载水平划分风速区间段,通过分析转子动能控制以及功率备用控制的调频适应性,设计了一种基于风速分段以及考虑调频适应性的综合调频方案,充分发挥转子动能的在频率暂态过程中的快速响应能力以及有功备用控制对系统有功支撑持久性,通过接入风机的改进3机9节点电网仿真验证该方案的有效性。

风电租赁储能参与电能-调频市场竞价策略

风电参与市场化竞价运营,可有效激发风电的市场力及其主动租赁储能改善调频性能的积极性,在提升风电运营效益的同时,助力电网的调频调峰,但需解决风储调频性能指标优化及其电能-调频双市场竞价策略协同优化等关键问题。为此,提出了风电参与电能-调频市场竞价双层优化模型:上层为双市场多主体竞价出清模型;下层为各主体竞价策略优化模型,响应上层出清结果,优化调整竞价策略,达到各主体效益最大化。下层模型嵌套了考虑风电不确定性的储能运营商与风电集群储能租赁价格/容量主从博弈优化模型。双层模型联合求解,得出最终风电集群租赁储能容量及其双市场竞价策略。算例结果表明,所提方法能够提升风电运营效益,助力电网调频调峰。

风力发电参与调频市场的机制优化及收益研究

随着风力发电并网容量日益增加,传统能源提供的调频容量已无法满足系统调频需求,目前政策允许风电参与系统调频,但现有调频辅助服务机制无法有效衡量风电参与调频的真实容量,对系统安全稳定运行带来了严峻挑战。在现有调频辅助服务机制基础上,引入风电调频可信度指标及综合调频性能指标对调频市场主体报价进行调整以衡量风电参与调频的真实容量,同时优化现有调频辅助服务机制的补偿细则。针对上述优化部分,建立风电参与调频市场的出清模型。算例结果表明,优化后的机制能够有效衡量风电提供的真实调频容量,促使优质的调频资源优先出清,同时风电可提高调频可信度指标及综合调频性能指标以获得较高的调频收益。

混合储能调频工程经济性提升策略研究及应用

储能系统辅助火电机组调频受到储能器件容量限制,其输出功率无法长时间跟踪指令功率,同时锂电池储能也存在安全隐患、循环寿命限制与提升机组调频收益增益有限等问题。为此,利用超级电容高循环寿命、高安全性的特性,在Matlab/Simulink中构建混合储能系统辅助燃煤火电机组调频的仿真模型。结合火电机组和储能系统运行状态,进而设计了一套基于指标计算与模糊控制协同的控制策略,实现了动态工况下混合储能系统出力的自适应调整。仿真验证表明该控制策略能够有效延长锂电池的使用年限并且高效利用混合储能的剩余电量。相比于传统的混合储能系统策略,该控制策略降低了锂电池60%的日均使用次数,调频性能综合指标提高34%,日均收益提高2万元,具有较高的工程应用价值。

南方电网储能联合火电调频技术应用

为更好地指导储能联合火电调频工程的建设应用,推动中国南方区域辅助调频市场的发展,阐述了中国南方电网储能联合调频工程建设和运行情况,重点分析了储能系统调频效益及对电网系统稳定的影响,得出的主要结论是:储能系统对机组的轴系扭振模态、电力系统稳定器功能、一次调频等基本无影响,采用重复控制等谐振抑制技术后储能谐波含量能控制在1%以下。储能联合调频能显著提高机组综合调频性能指标和调频里程,增加调频里程补偿收益,经济效益可观。

浙江调频辅助服务市场机制设计及运营实践

“双碳”目标下构建以新能源为主体的新型电力系统,大规模、高比例新能源并网对电力系统调节能力提出更高的要求。为激励发电机组提升调节能力,逐步引入优质调频资源,优化调频资源配置,研究建立浙江调频辅助服务市场机制,在满足系统调频需求的条件下,综合考虑电能量市场和调频服务成本,以计入机会成本的调频总成本最小化为目标,建立电能量-调频市场联合优化的出清模式,以调频申报、机会成本和调频性能指标等因素决定优质资源的选取,并按实际调频贡献和调频效果支付费用。浙江调频市场的运行结果表明,市场出清机制对筛选优质资源、降低调频成本、提升调频性能以及增加收益来源等方面都起到了积极的作用。最后总结经验并对未来辅助服务市场的发展完善提出了建议。

储能联合火电机组参与调频辅助服务市场的工程应用

本文首先分析南方调频辅助服务市场最新规则中调频性能指标的构成,提高机组调频性能可以显著提升调频收益。为提高机组调频性能,提出一种燃煤机组储能系统接入方案和控制策略,该方案在广州中电荔新电力公司两台330MW机组实施,性能测试和运行结果表明,该方案显著提升了机组的调频性能,有效降低了中压抽汽亚临界机组对联合调频的影响,具有良好的经济效益。虽然在现有政策下可以预见未来调频储能的收益将逐年下降,但随着新能源大量接入,储能调频的需求将进一步增大。在广东调频辅助服务市场的激励下,储能调频依然具备回收成本乃至盈利的前景。

调频辅助服务市场下机组CCS优化

分析了广东调频辅助服务市场机制下,综合调频性能指标K计算方法,针对调节速率K1、响应时间K2、调节精度K3的影响环节,通过CCS控制系统参数优化,使K值显著提高,机组变负荷过程中各主要参数运行平稳,机组调频服务市场日中标次数提高90%以上,为机组储能调频获得竞争优势打下了坚实基础。

对当前国内电力调频市场发展态势的思考

在可再生能源开发利用不断加速的背景下,我国电力系统受到的稳定性影响日渐增大,需要发电企业提供更多优质的辅助服务以保证电能质量和保障系统安全。从广东调频市场的发展过程入手,对比国内不同地区的市场运营情况,进一步思考和判断当前电力调频市场的发展态势,发现我国电力调频市场正处于相关技术的市场推广和研发应用潮流中。

南方区域发电企业的调频辅助服务市场管理分析

近年来,随着国家鼓励可再生能源的开发利用,可再生能源发电量越来越大。由于可再生能源发电的季节性及不稳定性,我国电力系统受到的稳定性影响也随之增大。需要发电企业提供更多的优质稳定的调频辅助服务用以保证电能质量和系统安全运行。本文立足于南方区域调频服务市场的发展现状,通过对发电企业调频辅助服务相关收益的分析,总结了一套适用于发电企业的调频辅助服务市场管理模式。

基于ACE辅助调频服务的超临界火电机组控制系统优化

针对山西电网ACE模式下对超临界火电机组参与辅助调频服务性能要求,依托现有机组设备特性及运行现状,对标分析制约机组调节性能提升的主要因素。通过控制系统优化,大幅提高机组响应负荷能力。机组综合调频能力指标从小于2.0提高到3.4以上,单项性能考核指标均大于1,实现了在确保机组安全可控前提下的综合调节能力的大幅提升。

调频辅助服务下的机组控制策略优化

国家能源局南方监管局在2017年开始推进广东调频辅助服务市场建设工作,建立了相关交易规则,发电机组如果要在调频市场中减少费用支出或取得经济收益,必须提高机组的二次调频性能。根据五沙热电的煤电机组在调频服务中两个不同阶段的性能要求,对机组控制系统中的汽机主控、锅炉主控、各控制子系统的控制逻辑进行了优化。优化后不但使综合调频性能指标k值得到了很大的提升,而且也保证了机组的安全运行,同时在调频市场中取得了较好的经济收益。

Digital Coarse Tuning Loop for Wide-Band Fast-Settling Dual-Loop Frequency Synthesizers

A new coarse tuning loop for a wide-band dual-loop frequency synthesizer is presented. The coarse tuning structure is composed of two digital modules, including a successive approximation register and a frequency comparator with a novel structure. The frequency comparator counts the prescaler cycles within a certain reference time and compares the number with preset data to estimate the VCO frequency. The frequency comparison error is analyzed in detail. Within a given coarse tuning time,our proposed structure shows a comparison error 20 times smaller than that of other reported structures. This structure also reuses the programmable divider as a part of the coarse tuning loop so that the circuit is greatly simplified.