考虑一次调频死区的风储协同调频机理分析及死区参数优化

目前,调频死区对于风储联合调频的影响机理尚不明确,且风储最优调频死区参数难以获得。为此,对考虑一次调频死区的风储联合调频进行机理分析并提出最优的死区参数设置方案。首先,依据风电机组与电池储能的不同调频特性确定对应的死区模型,建立考虑风储一次调频死区的频率响应模型。其次,分析调频死区内外不同特征以及风储不同投入阶段对动态频率的影响,进而分段解析求解最大频率偏差时域表达式。然后,为兼顾调频效果与调频经济性,提出基于改进多目标粒子群(improved multi-objective particle swarm optimization,IMOPSO)算法的调频死区参数寻优方法。最后,仿真验证了将风储一次调频死区参数分别设置为0.0579 Hz和0.0386 Hz时所提方法的有效性。

新能源一次调频死区影响机理建模及系数修正策略

新能源参与电力系统一次调频时一般会设置调频死区,以达到避免机组频繁动作与保障调频效果之间的平衡。与传统同步机调速器设备性能决定的固定死区不同,新能源的一次调频死区可在较大区间内灵活设置,并且设置方式更加多样化。然而,新能源一次调频死区对系统频率安全的非线性影响机理尚不明确,尤其是高比例新能源参与调频场景下,无法分析其对系统一次调频效果的影响。为此,文中首先建立了考虑新能源一次调频死区的系统频率响应模型,通过解析求解频率动态响应表达式,分析了新能源一次调频关键参数对系统频率重要指标的影响,并指出普通型调频死区的存在会削弱系统的一次调频能力。然后,为减小普通型死区对调频效果的影响,提出了新能源一次调频系数修正策略,以改善一次调频效果。最后,仿真验证结果表明,考虑新能源死区的系统频率响应模型具有较高的精度,且所提一次调频系数修正策略可减小最大频率偏差,提高系统频率安全性。

计及调频死区的柔性风储联合频率控制策略

针对风电机组与储能系统频繁参与电力系统调频带来的机械疲劳及循环使用寿命的问题,提出一种计及调频死区的柔性风储联合频率控制策略。首先,构建含风储调频死区的系统频率响应模型,明晰调频死区变化对电网频率的动态影响;其次,通过人工设置调频死区,确定风储系统调频动作时机及限制其调频深度,将受扰系统的频率响应阶段分为无响应区、风机响应区、风储过渡区和储能响应区,同时风机在考虑有效旋转动能的基础上参与调频,平抑电网频率波动;然后,通过设置风储过渡区可有效缓解风机退出调频带来的机械疲劳问题,储能装置在荷电状态约束的条件下参与调频,遏制电网频率突变;最后,利用大扰动激励法,在连续变动风速场景下验证了所提策略的有效性。

考虑一次调频死区的风电机组虚拟同步控制参数优化研究

风电机组基于虚拟同步发电机(VSG)控制参与系统频率支撑时,调频参数设置不当可能导致转速低于约束值或变流器功率超出限值,且现有研究较少计及风电机组一次调频死区对系统频率响应的影响。因此,本文提出一种考虑一次调频死区及调频物理约束边界的风电机组虚拟同步控制参数优化方法。首先,更为精细化地计及一次调频死区的建模,建立含VSG控制的风电机组系统全过程频率响应模型。其次,通过轨迹灵敏度分析方法研究风电机组调频参数发生变化对频率响应全过程动态轨迹影响的强弱程度,分析结果表明虚拟阻尼系数在调频过程中起关键作用。在此基础上,综合考虑风电机组的不同运行工况及系统频率动态响应过程,以转子转速约束和变流器容量限值为条件获得风电机组调频物理约束边界下虚拟阻尼系数优化值,充分利用了风电机组可用调频容量。最后,基于Matlab/Simulink仿真平台搭建系统仿真模型,仿真结果表明所提方法可充分发挥风电机组的频率调节能力,避免响应超出调频物理约束边界,有效提高了系统频率稳定性。

考虑储能调频死区的一次调频控制方法

提出一种考虑储能调频死区的综合一次调频控制方法。通过对常规机组调频死区机理分析,定义储能参与调频的死区限制,为充分发挥储能快速、精准响应在电网调频中的潜力,将储能调频死区的界限设置在常规机组死区的范围内,有效改善电网频率质量,并避免常规机组参与调频的频繁动作;通过分析虚拟下垂与虚拟惯性控制对电网频率的影响,提出一种将二者合理结合的控制方法,依据系统调频需求,选择相应的控制策略,以实现两种控制策略的协调运行及优势互补;为了约束储能功率输出,对虚拟下垂与虚拟惯性控制采用基于logistic函数的自适应控制规律,从而避免荷电状态(SOC)耗尽或饱和现象的发生。最后利用Matlab/Simulink对典型区域电网进行了仿真证明,结果表明所提控制策略可以有效改善频率质量,同时能明显减少常规机组的动作比例。

考虑调频死区与荷电状态的储能参与电网一次调频控制策略

为更好改善电网频率特性,发挥储能电池辅助调频作用及快速响应优势,提出考虑储能调频死区和荷电状态(state of charge,SOC)的电网一次调频自适应控制策略。基于对电网频率特性的分析,设置储能调频死区小于传统机组调频死区,使储能先于传统机组快速响应负荷扰动,有效平抑频率波动。通过分析虚拟惯性控制在一次调频过程中的出力特点,提出正反向虚拟惯性控制,使储能在整个调频过程中出力方向始终与频率恢复方向一致,降低频率恶化速度,促进频率恢复。在此基础上,提出储能电池综合控制方法:在传统机组调频死区内,储能采用下垂控制;传统机组参与调频后,储能采用下垂与正反向虚拟惯性相结合的控制方式,并根据频率偏差和SOC实时调整二者的控制系数及出力比重,有效避免电池过充过放。最后在MATLAB/Simulink平台搭建含储能的区域电网一次调频模型,在不同工况下仿真验证了所提策略的有效性。

考虑混合储能调频死区的自适应下垂控制策略

为了优化混合储能参与电网一次调频,提出一种考虑混合储能调频死区的自适应下垂控制策略。采用超级电容和蓄电池组成的混合储能设备,根据各储能元件的特点,为了充分发挥其作用,将混合储能的调频死区设置在火电机组死区内,超级电容的调频死区设置在蓄电池死区内,不仅能提高调频效果,还能有效减少火电机组动作次数;基于Logistic函数,建立储能设备荷电状态(State of charge,SOC)与下垂系数的关系,利用自适应下垂控制策略参与电网一次调频,有效防止储能设备发生过充或过放现象;最后利用Matlab/Simulink进行仿真分析,结果证明该控制策略可以有效提高调频效果,改善频率质量,稳定储能设备荷电状态。

基于分频和自适应死区控制的火电机组一次调频策略

随着大规模的新能源并网,电力系统的频率稳定问题面临着巨大挑战。由于火电机组惯量更大,可以深度挖掘其一次调频的潜力,通过分频装置对一次调频系统的反馈信号进行分解得到不同频段的信号,对不同频段信号设置适当的频率死区区间,从而能够分频段对火电机组进行控制调节,进而改善提升火电机组的一次调频性能。为了研究机组分频控制对系统一次调频能力的影响,在仿真软件中搭建电力系统一次调频模型,在不同工作环境状况下的仿真结果表明分频控制能够有效地改善系统调频性能。此外,还引入锅炉的协调控制系统模型。通过对锅炉主蒸汽压力的分析,验证了该策略在加强机组一次调频能力的同时,也提高了机组的稳定性。

面向储能辅助火电机组一次调频的深度强化学习控制策略

为充分挖掘火储联合系统中储能单元的一次调频潜力,同时减少火电机组调频频度,提出了一种基于双延迟深度确定性策略梯度算法的储能辅助火电机组一次调频控制策略。搭建了典型含有火储联合调频系统的区域电网一次调频模型;以提高电网频率控制效果、维持储能荷电状态(SOC)平稳、减少火电机组调频动作次数等多项目标建立优化问题,综合考虑电网运行状态及调频动作的约束,将储能辅助火电机组一次调频问题建模为一个马尔可夫决策过程;使用双延迟深度确定性策略梯度算法进行优化问题求解。典型调频任务场景的仿真结果表明,与传统火储联合调频控制算法相比,所提出的储能辅助火电机组智能调频控制策略可使电网频率偏差均值降低约10.4%、火电机组的调频动作次数减少约56.2%,验证了该策略能在有效释放火储联合系统的调频潜力,同时大幅减少火电机组一次调频频次。

水轮发电机组一次调频试验机械死区的分析与研究

水轮发电机组调节系统必须具备一次调频死区,其是机组在额定转速附近对转速差或频率差的不灵敏区。当转速差或频率差超过该死区时,调节系统应作出相应的调整。介绍了对某电站现场进行一次调频性能考核试验中发现机组在模拟网频变化超过调节系统人工死区时机组实际有功功率呈现出随机响应的情况进行的研究和处理过程。

考虑电池储能仿真模型的一次调频特性评估

为更好地利用电池储能服务于电网调频,对电池储能的一次调频特性展开了评估。首先,构建了满足调频研究需求的磷酸铁锂电池仿真模型,并依据多组实验数据辨识了模型中的参数,同时分析了恒功率运行方式对参数的影响。其次,提出了控制电池储能动作时机与深度的关键参量,即为调频死区和单位调节功率,基于此设计了相应的调节模式,并提炼了调频特性评价指标。最后,依托长沙—湘潭两区域电网算例,仿真分析了关键参量对电池储能一次调频特性的影响,且定量分析了电池储能相比传统电源的高效程度。结果表明,相比调频死区,单位调节功率对电池储能调频特性的影响更为明显;若电池储能和传统电源的调频容量及单位调节功率均相同,前者无调频死区时高效25倍以上,前者的调频死区为后者近两倍时高效约12.5倍。

发电机组参与电网一次调频的特性研究

一次调频是确保电力系统频率稳定的主要途径之一,但目前采用DEH(数字式电液)控制系统的发电机组,通过调节系统设置较大的调频死区,切除一次调频的控制作用,大大降低了一次调频在突发性事故中稳定电网频率的作用。为研究发电机组参与电网一次调频的特性,建立了3区域互联系统的数学模型,并通过仿真试验,分析研究了不同的调频死区参数设置条件下,电网稳定所需要的一次调频容量,确定电网负荷扰动大小与机组调频容量之间的关系,对于指导电网中发电机组调节系统的参数设置和调整以及电网一次调频容量的确定具有重要的指导意义。

河北南网一次调频特性研究

一次调频是确保电力系统频率稳定的主要途径之一,但目前采用数字电液(DEH)控制系统的机组由于设置了调频死区或者一次调频投入不合理等原因削弱了其作用,大大降低了一次调频在突发性事故中稳定电网频率的效能。根据河北南部电网的实际情况,建立本区域一次调频的数学模型。通过仿真试验,研究河北南网的调频死区、调频容量和负荷扰动对电网一次调频特性的影响,确定其间的相互关系,对于河北南网中机组调节系统的参数设置和调整以及电网一次调频容量的确定具有重要的指导意义。

基于网源同步的超超临界机组一次调频优化

随着电力系统的发展,机组一次调频响应能力的重要性愈发凸显。在提高机组一次调频效果的相关研究中,网源同步问题是关键。一次调频涉及网源之间的两个核心要素就是电网频率和机组负荷。解决超超临界机组一次调频效果不理想的较为直接、有效的方法,是解决网源之间的频率和负荷信号的同步问题。针对机组一次调频控制中频率和负荷两个核心因素,结合上汽超超临界机组一次调频的控制特点,提出通过高精度频率信号直采、合理设置调频死区,可以解决频率信号网源不同步问题;剖析“两个细则”的考核内容,合理优化一次调频控制逻辑,可以解决负荷信号网源不同步问题。该方法可确保电网频率和机组负荷网源同步,在现行考核机制下,能够解决部分超超临界机组因一次调频效果不达标被频繁考核的问题。

三门核电机组一次调频技术研究

基于三门核电机组汽轮机控制的现有控制逻辑,结合电网对一次调频的技术指标和考核要求,对三门核电机组一次调频改造进行了技术研究。提出了三门核电机组一次调频参数设置、函数设计和逻辑改造方案,并对汽机调阀特性曲线等相应功能进行了优化。对一次调频投用后的影响范围进行了分析,并在仿真平台上进行了汽机功率响应和对一回路主要参数影响的验证。验证结果表明,一次调频技术改造方案可达到预期效果,引起的瞬态对机组影响可控。该研究在一次调频逻辑叠加方案、优化阀门特性曲线以提升功率响应方面有一定创新性,对后续核电机组进行一次调频改造有一定借鉴意义。

宁夏电网一次调频参数的选取及分析

宁夏电网并网机组以火电机组为主,网内电厂一次调频投入率低,一次调频能力差,无法满足宁夏电网安全稳定运行的要求。本文针对这一问题,通过对宁夏电网一次调频参数的模拟计算,最终得出适合宁夏电网的一次调频容量及死区的选取方法。结果表明:增加调速不等率为4.5%以及4%的机组参与调频的比例,可提高宁夏电网一次调频的能力。

黑龙江省电网一次调频性能评估

电网频率的变化对系统的安全稳定运行至关重要,把电网频率控制在要求的范围内是电力系统安全稳定运行的重要指标。为此,通过对黑龙江省一次调频性能概况的分析,对黑龙江省网内机组的调频能力、反应速度、死区范围等进行进一步探讨和研究,能够更好地应用一次调频功能,以及实现一次调频的在线检测与评估。

秦山核电二厂一次调频的运行分析

主要分析了一次调频在秦山二厂3,4号机组的运行情况,以及投入一次调频对核电机组的运行影响。通过对二厂3,4号机组因调频引起的瞬态事件的分析,提出了核电厂一次调频的运行建议。

江西省水电机组一次调频性能优化关键技术研究

为提高江西省内水电机组的一次调频性能,分析省内机组一次调频存在的典型问题,围绕一次调频控制结构优化设计及改进型增强一次调频算法研究两个关键点,针对性地提出了水电机组一次调频性能优化方法。从优化后的应用效果看,该方法在保证电网安全稳定的基础上,提高了机组一次调频调节速度,增大了调频贡献电量,使机组更易满足电网对一次调频考核要求。

一次调频功能在国华北京热电分公司的投入

主要介绍了一次调频功能在中电国华电力股份有限公司北京热电分公司的投运情况。针对原控制系统存在的问题,进行了方案优化,对优化后的方案进行了试验并给出了结果分析。