计及循环寿命和运营策略的风电汇集区域储能电站优化配置

风电汇集区域建设储能电站可在保证整个区域一次调频能力的同时提高经济性。针对风电汇集区域建设储能电站提出一种基于运营策略的储能容量配置方法。储能电站采用独立运营机制,在保证区域一次调频容量的前提下参与电力市场交易,实现储能利用率、效益最大化。提出储能电站运营配置协同优化双层模型,外层以全生命周期投资回报率最大为目标进行储能配置,内层计及储能循环寿命以日运行期望利润最大为目标优化运营策略,内外层联合优化达到综合最优,从而得出储能配置结果。提出一种改进麻雀搜索算法提高收敛速度,对双层配置模型进行求解。通过算例验证了所提方法能够在确保区域具备一次调频能力的同时提高储能的经济性。

大规模风电汇集系统静态电压稳定实用判据与控制

大规模风电汇集系统的静态电压稳定特性不同于常规负荷中心的静态电压稳定。基于PV曲线,分析研究了大规模风电汇集系统的静态电压失稳表现形式。基于灵敏度方法,推导了预防风电汇集系统静态电压失稳的传输极限计算公式。提出了利用有效短路比作为评价风电汇集系统静态电压稳定性的辅助判据。结合实际系统的典型案例与调度应用对方法与结论进行了验证。

改善风电汇集系统静态电压稳定性的无功电压协调控制策略

针对风电场集群作为弱联接送端系统所面临的无功电压问题,研究了可应用于大规模风电汇集系统的静态电压稳定评价指标,并在此基础上提出了一种改善风电汇集系统静态电压稳定性的无功电压协调控制策略。该策略采用基于过滤集合的原对偶内点法求解多目标优化控制模型,通过协调控制风电场和汇集站内的多种无功电压调节设备,能够在满足中枢节点电压控制指令的同时均衡汇集系统的电压分布,提高动态设备的无功裕度,从而改善风电汇集系统的静态电压稳定性。对中国北方某实际风电汇集地区的仿真计算验证了所提控制策略的有效性。

风电汇集系统暂态电压安全分析及其控制策略

保障风电汇集系统(WPCS)的暂态电压安全对于风能资源的大规模集群式有效开发利用具有重要意义。首先,以"三北"地区某实际风电场群为研究对象,通过分析暂态故障运行状态下风电机组和无功补偿设备的动态响应特性,详细探讨了风电汇集系统暂态电压安全事故的主要成因和发展过程;在此基础上,提出了一种风电汇集系统暂态电压安全控制策略。仿真结果表明:通过协调双馈风电机组和静止无功补偿设备在暂态过程中的控制配合,能够减缓系统遭受大扰动后的电压波动,从而抑制由于无功过剩所引发的风电机组连锁脱网事故。通过采取文中所提的电压安全控制策略,可以有效提高大规模风电并网系统的安全稳定运行能力。

风电汇集地区SVC控制方式对电压异常振荡影响因素分析

随着风电渗透率不断升高,在大规模风电汇集地区由新投入静止无功补偿器(SVC)引发电压异常振荡的现象时有发生,引发了运行及研究人员的关注。基于典型大规模风电汇集地区无功电压控制现状,在DIgSILENT/PowerFactory中建立等效的系统模型,从SVC控制方式的角度出发,采用小干扰稳定特征值分析、时域仿真及波特图等不同稳定分析方法,对无功补偿装置恒电压和恒无功两种控制方式的适应性进行了比较与分析。并通过引入控制理论中对特定变量进行开环传递函数推导的方法,从新投入控制器的视角,以理论层面上对实际现场中新无功补偿控制器投入诱发振荡的现象进行了机理分析。研究结果表明:SVC不同控制方式随着系统变化的适应性不同,就系统已投入SVC风电场数目及系统阻抗方面的变化而言,对于大规模风电汇集地区的弱送端系统,无功补偿装置恒无功控制方式较恒电压控制方式的适应性更优。

分频风电汇集系统的九边形变换器及三端口功率控制研究

分频输电海上风电汇集输送具有经济技术优势而受到广泛关注,其核心装置为交交变频器,每个工频与低频的输电回路均需要一组高压大容量的级联型变换器。为了提高拓扑的复用度,减少装置体积,并降低器件使用数量,提出一种将各自独立的变换器以器件复用的形式集成为1个三端口九边形变换器。根据其拓扑的数学建模,分析桥臂的功率特性,提出对应的控制策略以实现3个端口能量交互,与变换器互联的3个端口的能量通过桥臂环流传递能量,桥臂功率控制抑制其功率常量保证了变换器的正常运行,端口功率控制使风电场能量回馈电网。最后,在RT-LAB仿真平台验证集成拓扑的可行性与控制策略的有效性。

基于SWT的风电汇集地区非同步振荡PMU暂态录波数据分析

考虑风电汇集地区非同步振荡问题对电网安全稳定运行产生的影响,提出一种将同步相量测量装置(PMU)暂态录波与同步挤压小波变换(SWT)相结合的方法,并对非同步振荡问题进行分析。首先介绍PMU装置结构及测量及SWT原理;其次运用SWT算法对含有间谐波的电力信号做连续小波变换,划分频率区间,求时频面内的离散同步挤压,提取各谐波间谐波及基波分量信号;然后以哈密风电汇集地区一次非同步振荡为例进行暂态电压、联络线电流、上网有功分布录波数据分析;最后基于该算例发生的非同步振荡问题,提供治理措施。

计及动态无功控制影响的大规模风电汇集地区电压稳定性分析

为了进一步分析大规模风电汇集地区电压稳定性,提出应考虑风电场动态无功控制的影响。基于电压-无功灵敏度法解释了动态无功补偿装置的恒无功控制方式所带来的汇集地区电压上升问题。利用小扰动稳定法,分析出采用高压侧恒电压控制的风电场内动态无功补偿装置之间存在很强的相互作用,并会引起不稳定的电压振荡。以华北某风电汇集地区为例,在PSS/E中比较分析区内所有风电场内动态无功补偿装置分别采用恒无功、高压侧恒电压和低压侧恒电压三种控制方式时受到小扰动后的电压变化。仿真结果验证了分析结论,表明在研究风电汇集地区电压稳定性问题上,考虑风电场的动态无功控制影响是必要的。

不同拓扑结构风电汇集系统的电压稳定性分析

针对大规模风电场汇集并网后引起的电压稳定性问题,研究了适用于大容量风电汇集系统的电压稳定性分析方法和指标;并在该基础上考虑链形、混联形和辐射形典型拓扑结构对汇集系统电压稳定性的不同影响。利用Q-V曲线法从机理上分析出各汇集拓扑并网点的无功电压特性,并分别计算出其电压稳定裕度。最后对西北某实际风电汇集系统的仿真计算表明,辐射形汇集拓扑具有更好的静态电压稳定性和暂态电压响应特性,混联形次之,链形最差;可为实际工程中分析大规模风电并网的电压稳定性问题提供参考。

动态无功控制方式对风电汇集地区电压稳定性影响分析

冀北风电汇集地区的动态无功补偿装置大多采用感性支路恒无功控制,在该控制方式下,当系统侧有电容扰动时会造成汇集母线电压大幅升高。针对此问题,文章提出风电场内动态无功补偿装置可采用恒电压控制方式,利用风电场多馈入有效短路比,分析不同控制点对风电汇集地区电压稳定性的影响,并以华北某一风电汇集地区为例,在PSS/E中分别对动态无功补偿装置的恒电压及恒无功控制方式对电压稳定性的影响进行仿真分析,仿真结果验证该控制方式在电压稳定性方面具有良好特性。

风电汇集地区无功电压控制策略研究

风电汇集地区的自动电压控制(AVC)系统对优化汇集地区的电压运行水平有十分重要的作用,其控制策略处于核心地位。通过概括近年来我国风机脱网事故,指出研究风电汇集地区的AVC系统的重要性;介绍AVC系统发展概况与目前风电场无功电压控制策略的研究现状;详细阐述目前我国风电场所应用的AVC系统的控制策略,最后总结出目前风电汇集地区AVC系统所存在的问题和改进之处。

风电汇集地区无功自动控制方案比较分析

针对风电并网容量不断增加的现状,从风电场与风电机组间、风电场与风电场间、风电场与风电汇集站间、风电汇集地区与主网间4个方面分析了无功补偿配置不合理情况。提出在风电汇集地区建立无功自动控制系统的2种方案:一是在风电汇集站安装主站中央控制器,负责计算地区无功水平并向各个风电场发放调节指令;二是在各个风电场安装控制子站,子站系统通过数据网路与主网AVC相连接,服从AVC的统一调度指令。经比较,方案2在现有情况下更为合理,可以保证风电汇集地区的无功、电压平衡,提高风电送出能力。

风电汇集电网500 kV降压运行线路启动方案研究

针对锡林郭勒盟西部电网处于系统末端、大规模风电汇集,公用变电站调压手段匮乏、电压偏高且波动剧烈,以及500 kV线路降压运行充电功率大给东苏220 kV输变电工程启动带来困难等问题,综合考虑网架结构、风电出力、无功补偿等因素提出了启动控制措施,利用区域风电场动态无功补偿装置参与系统调压,并通过仿真验证了该方法的可行性,在此基础上制定了启动方案,保证了工程的顺利启动。

风电汇集地区电压不平衡特性分析及抑制策略

中国风电多采用"大规模集中开发,远距离传输"的模式,风电汇集地区常无本地负荷,在大规模风电汇集地区常出现三相电压不平衡现象,严重时会造成风机脱网,威胁到电力系统的安全稳定运行。针对这一问题,提出了风电汇集地区电压不平衡机理及抑制策略。首先,基于实测数据提取风电汇集地区电压不平衡现象的关键技术特征;其次,构建风电汇集地区等效电路模型,考虑风电汇集地区静态电压稳定极限及不换位输电线路三相阻抗参数不平衡等因素,提出电压不平衡度的估算方法;最后,以汇集站负序电压最小为目标,提出风电汇集地区三相无功优化模型,通过动态无功补偿装置分相调节实现风电汇集地区负序电压抑制。以实际风电汇集系统为例,通过仿真分析验证了机理分析和抑制策略的有效性。

风电汇集系统无功盈余导致暂态过电压问题的研究综述

近年来,风电高速发展,“风资源丰富地区建设多个风电场—经110/220kV线路将多风电场汇集—经超/特高压交/直流输电系统集中送出”是近年来风电送出系统发展的主要模式。目前中国西北/东北/华北等地的风电汇集地区配套火电机组少,无功–电压灵敏度高,发生典型交/直流故障后,存在暂态过电压问题,可能导致风机大面积脱网,影响系统安全,制约风电消纳。该文从四方面对风电汇集地区暂态过电压问题研究现状进行综述:1)暂态过电压产生机理;2)暂态过电压的相关标准与潜在危害;3)暂态过电压问题的特点与分析方法;4)暂态过电压应对措施,并提出后续研究建议和展望。

新疆大规模风电汇集地区的次同步振荡控制方法研究

新疆哈密地区是风光火打捆、直流送出的复杂电网系统,电力电子设备大量应用带来的次同步谐波使得该地区次同步振荡问题越发严重。为此,通过分析次同步振荡识别判据,结合现有稳控装置支持次同步振荡控制功能的升级方案研究,提出了针对性的次同步振荡控制策略,包括结合机组模态频率特征和不结合机组模态频率特征两种方式。通过次同步振荡频率成分判据分析、启动门槛设定和启动确认等设计步骤,研制开发了新的次同步振荡安全控制装置;基于现场近百次的同步振荡事故验证,该装置全部正确动作,有效地抑制了哈密地区电网的次同步振荡,保证了电网的安全稳定运行。

多端风电汇集电网输电线路的功率极限研究

针对多端风电汇集区域电网,由于系统节点电压与多条输电线路潮流有关,仅依靠P—V曲线法不能求解多端风电汇集电网的线路功率极限问题,提出了1种基于K—V曲线的多端风电汇集电网稳态分析方法,利用支路功率的比值与系统节点电压的关系,求解输电线路的功率极限。

风电汇集区的UPFC优化配置方法

文章基于改进飞蛾火焰优化算法,提出了一种风电汇集区域统一潮流控制器优化配置方案。该方案以潮流平衡及各系统参数为约束,以降低有功网损、改善电压水平、合理控制线路负载率为目标,开展统一潮流控制器补偿地点与容量的联合寻优。采用改进飞蛾火焰优化算法,引入Kent混沌搜索策略增强寻优能力,并与原飞蛾火焰算法进行比较。通过IEEE-14标准节点测试模型开展实验,表明所得优化配置方案能够有效提升电压与负载率水平,降低系统网损。

风电汇集系统连锁脱网事故影响因素分析

我国风电以集中接入、远距离输送为主要开发方式,随着风电并网容量快速增长,风电运行事故也呈现上升的态势,特别是近年,已发生多起连锁脱网事故。以某典型风电汇集系统发生的连锁脱网事故为研究案例,从系统网架结构、设备性能、运行方式、无功电压控制等因素着手,系统地分析它们对连锁脱网事故的影响,及相互递进关系,分析结果对于风电汇集系统连锁脱网研究和防范具有参考意义。

风电汇集站可控高压并联电抗器电压控制策略研究

对某500 kV风电汇集站500 kV可控高压并联电抗器(以下简称CSR)的电压控制策略进行仿真分析。将多个500 kV母线电压控制定值及高中压侧常用的几种变比进行多种组合,在风机出力0~100%过程中进行仿真试验,并求出区域无功综合利用率,以此确定受控母线的电压控制定值和主变压器变比,为风电汇集站CSR电压控制策略的制定提供依据。