微型燃汽轮机发电系统柔性协调控制策略

在微型燃汽轮机发电系统中,转速稳定对于微型燃气轮机的效率、运行安全十分重要,而负荷变化对燃气轮机转速稳定有很大影响。为此,提出了一种针对负荷变化的微型燃汽轮机发电系统柔性协调控制策略。策略将负荷变化引起的转速波动由燃气轮机和变流器共同控制,构成“机-电”协调控制。结果表明,在加快功率动态响应的同时,保障了控制策略的准确性,避免微型燃气轮机系统达到温度限制而转速失稳。

基于GA-FC的双馈风机调频优化策略

双馈风机通过附加虚拟惯性控制和下垂控制参与电力系统调频,但固定的控制系数无法发挥风机实际调频潜力。针对这一问题,提出了一种将遗传算法和模糊控制(GA-FC)相结合的变系数风机调频优化控制策略。首先,为提高调频时功率支撑能力,分析了超速减载控制,对不同风速下减载率进行拟合;然后,参考其他文献虚拟惯性控制系数整定结果,对下垂控制系数进行整定,再通过GA-FC实现动态调整控制系数,实时挖掘风机实际调频能力;最后,在MATLAB/Simulink搭建仿真模型,对所提策略进行验证。结果表明所提策略能够有效提升系统频率支撑。

孤岛模式下直流微网中储能单元SOC均衡控制策略

储能单元作为直流微网系统重要的组成部分,关系到充放电过程中功率的合理分配和母线电压的持续稳定。然而对于含有多个分布式储能的直流微电网系统,SOC的不均衡必然会降低储能系统的可利用率,在不同工况下,为了保证系统正常稳定运行的同时能够实现储能单元SOC的快速均衡控制,首先,提出一种引入线路阻抗补偿前馈环节和动态调速因子的改进型下垂控制策略,消除分布式储能单元初始状态不一致和线路阻抗不同所带来的影响;然后,通过Matlab/Simulink搭建仿真平台实验,验证所提控制策略在不同充放电工况下运行的可行性和有效性;最后,得出结论:多种工况下相比于原有的控制策略,本文所提出的动态调速因子控制策略能够有效加快储能的均衡速度,并维持微电网系统的正常稳定运行。

一种改进下垂控制的直流微电网多储能运行方法

基于低速通讯网络,提出一种改进功率下垂控制的直流微电网多储能运行方法,实现了荷电状态(state of charge,SOC)均衡,各储能单元间功率的合理分配以及稳定母线电压等三方面的平衡控制。首先,考虑到直流微网中随着各部分系统状态的不同其运行也有所差异,根据储能单元以及负荷的状态,将系统的运行方式分为三种工作模式;其次,为了使得各储能单元的SOC达到均衡分配的目的,引入一种根据储能单元SOC的大小来修改下垂系数的改进功率下垂控制方法;通过增加电压偏移量,有效地减小了直流母线偏差。最后,在Matlab/Simulink中搭建仿真模型并在RTDS搭建实验平台,仿真及实验结果证明了所提控制策略的有效性和正确性。

汽轮机调速系统引起电力系统共振机理低频振荡扰动分析

共振机理是解释电力系统发生低频振荡的理论之一。根据汽轮机功率扰动引起电力系统低频振荡的共振机理,研究了汽轮机功率变化的原因。应用MATLAB建立了汽轮机及其调速系统和电力系统相互作用的机网耦合模型,详细分析了汽轮机调速系统扰动能否引起调节汽门开度变化,进而影响汽轮机功率变化;仿真分析表明,如果汽轮机调速系统速度变动率局部过小,转子角速度偏差扰动将引起较大的调节汽门开度变化;当转子角速度偏差扰动频率与电力系统自然振荡频率接近时,可能引起电力系统发生共振机理的低频振荡。全液压调速系统的油压容易产生脉动,如果油压脉动的频率与电力系统固有频率接近时也可能引发电力系统共振机理的低频振荡。

步态诱发功能性电刺激对偏瘫足下垂患者步行能力的影响

目的:比较步态诱发式功能性电刺激(FES)与神经肌肉电刺激(NMES)对脑卒中后足下垂患者下肢运动功能以及步行速度的影响。方法:将30例脑卒中偏瘫足下垂患者随机分为两组,试验组和对照组,均接受神经内科常规药物及康复功能训练,试验组采用步态诱发式FES,刺激患侧腓总神经和胫前肌,2次/天,每次20min,每周7天,共4周。对照组采用NMES。分别在治疗前、治疗后评定偏瘫侧主动踝背伸的角度、FMA下肢运动功能以及步行速度。结果:治疗4周后,两组患者偏瘫侧主动踝背伸的角度、FMA值以及10m最大步行速度较治疗前都有显著改善(P<0.05)。主动踝背伸角度试验组增加了58.3%,对照组增加了29.6%;FMA值试验组增加了38%,对照组增加了19%;10米最大步行速度试验组增加了34%,对照组增加了11%;治疗后与治疗前的差值,两组比较有显著性差异(P<0.05)。结论:常规康复训练结合NMES能够改善偏瘫侧下肢运动功能及步行速度,常规康复训练结合FES后效果更明显,因此步态诱发式FES可以作为一种常规的训练方法在临床上广泛使用。

轮南电站燃气轮发电机组运行方式的试验研究

通过对轮南电站燃气轮机甩负荷后机组转速动态飞升过程中的有关参数的分析,并分别对有差控制、无差控制、有差无差混合运行3种速度控制模式下机组所表现的动态特性进行了对比,根据燃气轮机机组本身特点和电站孤网运行现状,建议电站采用有差速度控制模式。

大型火电机组动态频率响应特性

当电网发生解列故障时大型火电机组的动态频率响应特性对于维持系统频率安全和稳定具有至关重要的作用。以频率最大偏移量及其出现时刻为研究关注点,建立了解列后大型火电机组频率调节动态模型,提出一种通过求解四阶线性定常非齐次状态方程组确定频率最大偏移量及其出现时刻的方法。以此为基础,采用一台600MW火电机组的实测参数,深入分析了机组一次调频限幅、调差系数、前馈系数3个重要参数对解列后电网频率动态过程的影响。研究结果可用于指导解列后电网频率安全稳定措施的制定。

微网分段动态自适应下垂控制策略研究

微电网采用传统下垂控制时,存在着动态调节速度慢、微源功率分配不均、频率电压无法稳定等诸多弊端。为解决以上问题,提出一种分段动态自适应下垂控制策略。通过分段下垂控制增大下垂系数,以提升系统动态响应速度。通过动态下垂控制调节下垂系数,以改善功率分配效果。通过自适应下垂控制平移下垂曲线,以维持频率和电压稳定。对上述控制策略分别进行了仿真和实验,结果验证了分段下垂自适应下垂控制策略的快速性、精确性和稳定性。

基于可变下垂线的变速风电机组参与微网频率调节控制

随着风电在电网中所占比例的提高,当电网频率变化过大时希望风电机组改变输出功率参与电网频率调节,改善频率的动态特性。为了应用电力系统中广泛采用的有功功率–频率下垂控制策略,依据风电机组输出功率和微网频率为风电机组参与频率调节构筑下垂线,当风速变化引起风电机组输出功率变化时下垂线随之改变。微网频率在正常范围内波动时风电机组采用常规最大功率点跟踪或者限功率模式运行,频率变化过大时风电机组切换至频率支撑控制模式,频率支撑期间风电机组输出功率目标值基于构筑的下垂线根据微网频率计算求得,频率支撑结束后,通过逐渐改变风电机组输出功率使机组恢复至频率支撑前的正常运行模式。采用HAWC2和MATLAB/Simulink搭建包含变速风电机组的集成仿真模型,仿真结果对所提出控制策略的有效性进行验证,并且对执行提出的控制策略对风电机组结构载荷的影响进行分析。

汽轮机电液控制系统不等率与迟缓率及其测试方法

在介绍汽轮机调速系统静特性的基础上,对汽轮机电液控制系统不等率与迟缓率的测定方法进行讨论,并提出一种可以较为准确测取汽轮机调速系统在不同负荷点的速度不等率的直接测定法。

考虑原动机特性的下垂控制策略研究

由于原动机功率响应速度存在明显差异,微电网内部不同原动机特性的微电源难以根据经典的下垂控制承担负荷,因此提出了一种改进的下垂策略。在有功/频率下垂基础上,该策略分别通过动态改变下垂增益以及增加功率微分量的手段调节变流器交流侧的功率响应,达到协调控制微电网内储能和微型燃气轮机的目的。仿真结果显示在负荷突增时,该策略可以使储能承担大部分突变负荷。随着储能下垂增益的调节,至稳定后储能和微型燃气轮机能够根据经典下垂控制策略分担稳态负荷。因此在突增负荷工况下,该策略能够防止微型燃气轮机变流器直流母线电压崩溃,适宜不同原动机特性的微电源进行协调控制。

变速变桨距风电机组减载调频综合控制策略研究

为了适应高风电渗透电力系统调频需求,各国风电并网导则均要求风电场具有参与系统调频的能力.由于双馈感应风电机组调频能力与其运行工况相关,不计工况统一减载调度必然存在不合理性.围绕DFIG调频控制策略,提出一种变速与变桨协调控制减载运行控制策略,整定具备功率向上调节能力的减载运行曲线,基于仿真计算得到各风速下风电机组最大可下调功率范围,并通过下垂频率调整控制,检验减载运行方式下风电机组对系统频率的支持作用.仿真研究表明:考虑各风电机组调频能力差异来优化配置各风电机组的调频容量,可以提高调频调度的合理性.

双馈风机的两种负荷频率控制方法分析与比较

在风电机组参与调节系统频率的过程中,由于双馈风电机组的有功,无功功率解耦控制的特性,难以在频率发生变化时,通过改变有功功率的输出保持系统惯性,实现调节系统频率的目的。为解决上述问题,通常采用两种风机参与电力系统一次调频的频率控制策略:惯性控制策略和下降速率控制策略。分析比较了两种控制策略在风机参与系统频率控制的效果,结论表明:双馈发电机有功快速调节的良好特性并没有在惯性策略中体现出来,反而导致常规电源在抑制负荷扰动的响应延迟增加。而下降控制策略保持了风机有功快速调节的良好特性,使风机更好的参与有功的调节。

一次调频参数对超超临界二次再热机组性能的影响

二次再热机组流程复杂,惯性较大,其一次调频特性对电厂的运行稳定性、灵活性影响较大。以GSE仿真平台为基础,采用JTopmeret模块和自定义程序相结合的形式,建立了超超临界二次再热汽轮机的仿真模型与一次调频模型,并对此模型进行了精度校验。在此基础上,研究了二次再热机组参与一次调频过程中的热力参数响应特性,分析了负荷阶跃幅度、调速不等率对二次再热机组一次调频特性的影响。结果表明:当机组的负载功率增加时,二次再热机组一次调频控制系统开始动作,在动态调节过程中,实时频率小于50Hz,在达到稳态后,一、二次再热蒸汽的流量、压力变化相对值大于主蒸汽流量、压力变化相对值。在二次再热机组一次调频过程中,频率的动态超调量随负荷阶跃幅度的增大而增大,随调速不等率减小而增大。频率的调节时间随着负荷阶跃幅度的增大或调速不等率的下降而延长。与一次再热机组相比,二次再热机组一次调频控制系统动作较快,但调节过程中最大超调量较大。

原动机调速系统参数对低频振荡的影响

应用MATLAB建立原动机调速系统和电力系统相互作用的机网耦合模型,分析机网耦合是否能引发电力系统低频振荡。仿真分析表明,如果水轮机调速系统微分增益偏大且水轮机输出功率对水头的偏导数随负荷变化时,在扰动下可能出现功率的低频振荡。对于汽轮机调速系统,在系统的阻尼不太强时,汽轮机控制器参数对小信号系统稳定性具有重要影响。采用比例积分微分(proportional-integral-derivative,PID)控制器时,系统在小干扰下振荡衰减;采用PI控制器时,系统小干扰下出现幅值增大的低频振荡。

电力新常态下火电调频优化方法综述

本文归纳了电力新常态背景下电力供给、传输及消纳的特点,以及这些特点对火电调频产生的不利影响。结合实验数据分析了凝结水节流、高压加热器旁路、补汽调节阀、冷却工质和供热抽汽参与调频等灵活运行方式对调频的贡献效果。总结了现有火电调频策略中各关键环节的原理、优缺点以及电力新常态下存在的问题,并对改进方法进行了讨论,其中包括调频参数的设置、调节阀流量特性的修正、非额定参数下的调频补偿、反调问题的解决和调频能力的估算。最后提出主辅配合方式的多层次调频策略,旨在通过不同方法的搭配使用,使机组调频能力得到最大限度的提高。

面向长期调频的风机非线性下垂控制设计

传统变速风机虚拟惯量控制是针对单个频率大扰动事件设计的,其惯量模拟和转速恢复是分离的两个阶段,根据一定逻辑进行切换。该设计难以满足系统长期持续调频的需求。为此,根据风机转速恢复特性,分析了面向长期调频的风机频率下垂系数曲线的设计需求,进而提出了基于Butterworth函数的风机非线性下垂控制策略。该策略可实现风机调频控制过程中的转速自恢复,避免了复杂的逻辑切换过程。通过分析两区域系统的特征值发现,合理设计的非线性下垂控制能增强系统的小干扰稳定性。仿真结果显示,非线性下垂控制与传统虚拟惯量控制相比,能减小风机转速波动,并有效避免因风机转速恢复过快导致的系统频率二次跌落问题。仿真同时表明,在非线性下垂控制下,风电场可为系统提供与等容量同步机相当甚至更优的频率支撑作用。

抑制电力系统超低频振荡的水轮机调速器参数优化控制研究

实际异步联网系统中多次发生长时间、超低频振荡事件。研究发现,调速器参数设置不合理是导致振荡发生的重要原因。首先采用简化型PID调速器进行验证,研究了永态差值系数bp对于电力系统稳定性的影响。接着基于单机单负荷的模型,采用遗传–粒子群(GA-PSO)算法对电力系统中调速器的PID参数进行优化处理,在MATLAB/Simulink仿真软件中搭建单机单负荷的模型,通过对优化前后发电机转速偏差波形图的分析,说明所提出的优化算法对于PID型调速器的参数优化的效果,对于抑制电力系统中超低频振荡的现象具有实际的意义。最后在PSD-BPA仿真软件中搭建异步4机2区域以及复现云南电网的实际孤岛模型,对发电机中调速器参数进行仿真验证,通过采用优化算法得到的参数来调节PID参数,结果表明优化后的参数对于超低频振荡具有较好的抑制。

考虑风速和负荷变化场景的风电机组下垂控制设计

由于湍流风速与负荷变化的影响,风电机组参与电网一次调频过程存在自身动态稳定与支撑电网频率两者难以平衡的问题。为此,针对额定以下低风速场景,该文分析了不同风速、不同负荷扰动对一次调频下垂系数设定的影响,并结合不依赖模型的Q学习,设计了一种改进下垂控制,根据平均风速和初始频率变化率反映出的场景变化调整下垂系数。该策略通过Q学习离线寻优与模糊在线控制结合的设计方法,实现不同场景的变下垂控制。最后,利用电力系统动模实验平台,实现改进控制策略,并比较不同风速和负荷场景下的调频效果,验证该文方法的有效性。结果表明,该方法提高了风机在不同风速以及负荷变化场景下一次调频的适应能力。