Coordinated control strategy for a PV-storage grid-connected system based on a virtual synchronous generator

Due to the characteristics of intermittent photovoltaic power generation and power fluctuations in distributed photovoltaic power generation,photovoltaic grid-connected systems are usually equipped with energy storage units.Most of the structures combined with energy storage are used as the DC side.At the same time,virtual synchronous generators have been widely used in distributed power generation due to their inertial damping and frequency and voltage regulation.For the PV-storage grid-connected system based on virtual synchronous generators,the existing control strategy has unclear function allocation,fluctuations in photovoltaic inverter output power,and high requirements for coordinated control of PV arrays,energy storage units,and photovoltaic inverters,which make the control strategy more complicated.In order to solve the above problems,a control strategy for PV-storage grid-connected system based on a virtual synchronous generator is proposed.In this strategy,the energy storage unit implements maximum power point tracking,and the photovoltaic inverter implements a virtual synchronous generator algorithm,so that the functions implemented by each part of the system are clear,which reduces the requirements for coordinated control.At the same time,the smooth power command is used to suppress the fluctuation of the output power of the photovoltaic inverter.The simulation validates the effectiveness of the proposed method from three aspects:grid-connected operating conditions,frequency-modulated operating conditions,and illumination sudden-drop operating condition.Compared with the existing control strategies,the proposed method simplifies the control strategies and stabilizes the photovoltaic inverter fluctuation in the output power of the inverter.

新型双定子无刷双馈风力发电机直接功率控制

新型双定子无刷双馈发电机包括内外功率绕组和内外控制绕组,二者分别通过中间带隔磁环的背靠背笼障转子进行磁场耦合。针对该新型双定子无刷双馈风力发电机提出一种直接功率控制方法,内外功率绕组及内外控制绕组分别串联以保持各自同相绕组的电磁一致性,将功率绕组有功和无功功率滞环比较器输出值及控制绕组磁链扇区号综合,采用查找表得到控制绕组机侧变流器所需输出的电压空间矢量。通过定量对比研究12/8极50 kW样机控制系统阶跃信号作用下的特性仿真与实验结果,验证了所提双定子无刷双馈风力发电机直接功率控制在亚同步~超同步速度变化范围内变速恒频发电、最大功率跟踪、无功功率与单位功率因数控制等方面的正确性、可行性和有效性。

孤网模式下水轮机调速系统广义预测控制应用方法

针对孤网模式下水电机组PID控制策略鲁棒性差的缺点,提出基于双模型、实时反馈线性化、非线性特性补偿器和广义预测控制器的自适应广义预测控制策略(Adaptive Generalized Predictive Control,AGPC),以实现对水电站全工况实时最优控制。首先基于BP神经网络和改进樽海鞘算法构建高精度非线性水轮机模型,并结合PID控制器、引水系统、随动系统、发电机等模块搭建非线性水轮机调节系统仿真平台,然后通过定量计算揭示广义预测控制器直接应用于非线性水轮机调节系统的不合理性。进一步,结合实时反馈线性化和基于预估控制信号设计的水轮机非线性特性补偿器,提出孤网模式下广义预测控制器在水电站应用策略。最后,搭建了基于AGPC的非线性水轮机调节系统仿真平台,并以某电站真实数据验证了所提控制策略适用性、可靠性以及优良的鲁棒性。

大型燃煤火力发电机组调峰优化控制技术

调峰优化控制可以使得电网的源荷供需处于平衡状态,对提高火力发电机组调峰的稳定性至关重要。为此,提出一种大型燃煤火力发电机组调峰优化控制技术。构建爬坡压力缓解的目标函数,通过对火电机组、失负荷、储能以及光伏发电进行约束,以缓解爬坡压力。构建火力发电机组调峰优化控制的目标函数,结合火力发电机组在运行功率、功率平衡、启停机时间等方面的约束,实现了大型燃煤火力发电机组的调峰优化控制。实验结果表明,文中技术能够缓解大型燃煤火力发电机组的爬坡压力,优化了响应速度。通过所提技术的调峰优化实现了火力发电稳定运行,顺利完成调峰任务。

并网光伏发电机组中旋转机械驱动控制方法研究

并网光伏发电机组为了最大限度吸收太阳能,需要在面板底部安装旋转机械装置,以便可以随时调整方向,保证发电效率,该文研究了一种有效的并网光伏发电机组旋转机械驱动控制方法。计算并网光伏发电机组暂态响应和旋转机械动不平衡量,获取旋转机械的运行状态。将虚拟同步发电机控制策略、PI调节器和本体算法等自动化控制技术结合在一起,建立旋转机械驱动控制模型,控制并网光伏发电机组输出功率达到初始振荡幅值,实现对旋转机械的驱动控制。实验结果表明,该方法的振动幅度未超过0.6 cm,平均控制响应时间为1.28 s,失控率未超过7.5%,具有良好的驱动控制能力。

飞机电源GCU BITE系统研究

主要研究了飞机电源系统发电机控制器BITE的设计,着重对发电机控制器BITE系统进行了详细的分析。同时还介绍了飞机电源系统的故障检测和隔离。该BITE使工作人员能根据指示信息快速更换LRU部件或对故障部件能准确的定位,极大的减少了故障排除所花费的时间,提高了工作效率。

支撑我国能源转型的灵活燃煤发电新技术:燃煤耦合储能系统及智能控制系统

我国清洁低碳安全高效的能源体系正逐步建立,以新能源为主体的新型电力系统对燃煤发电机组的灵活运行与优化调控提出了更严格的要求。燃煤发电机组耦合储能系统是提升机组调峰能力与支撑水平的有效途径。灵活运行为智能控制赋予现实需求,智能控制为灵活的实现提供技术支撑,发展智能控制系统是提升机组调峰能力与支撑水平的着手点。该文梳理灵活燃煤发电中燃煤耦合储能系统及控制系统的研究进展,对比各类燃煤耦合储能系统的特征、应用领域与存在问题,同时阐述燃煤发电机组控制系统智能化建设中状态检测、自动控制、运行优化等应用中感知、分析、决策、控制各环节的现状与挑战。分别从储能系统中熔盐储热热力系统重构、关键部件设计、非电伴热3个层面,以及智能控制系统泛在感知、智能控制与智能运行3个层面归纳出支撑我国能源转型的灵活燃煤发电新技术,并对燃煤发电机组未来的发展方向进行展望,可为燃煤发电机组的灵活性运行和智能化建设提供一定参考。

紫坪铺水电站特定工况下尾水管振动及异响分析与处理

以水轮发电机组在特定工况下尾水管振动和异响为出发点,通过收集数据,从机械、电气和水力,三个方面对问题进行了深入分析。结果表明,转轮止漏环间隙不均匀且不对称以及尾水管内的涡带形成了水体共振的主要原因。为解决这一问题,本文提出了采取对尾水管内强迫补气的方法,并根据机组所带负荷、水头、尾水位进行编制程序自动补气,以消除特定工况下的振动和异响,保证机组稳定运行。

水轮发电机组维修吊装自动控制算法研究

常规的水轮发电机组维修吊装自动控制,主要采用估算驱动距离得出自动控制结果,忽略了吊装运动副的自由度约束,导致自动控制结果稳定性不高。因此,提出水轮发电机组维修吊装自动控制算法研究。对维修吊装吊臂等关键零部件强度进行分析,在此基础上动力学分析吊装控制轨迹,基于分析结果为运动副添加自由度约束,分析控制反馈定位信息,循环迭代生成自动控制算法。实验结果表明,所提算法应用后得出的水轮发电机组维修吊装自动控制结果,表现出的平均稳定性为0.941,满足了维修吊装控制的实际需求。

考虑风电机组动态频率约束的随机机组组合

为解决风电机组大规模并网导致的电力系统转动惯量降低的问题,提出考虑风电机组动态频率约束的随机机组组合(SUC)模型。首先分别分析综合惯性控制和虚拟同步发电机控制下的系统的动态频率特性,并以此建立考虑风电机组的系统频率约束模型。然后,将频率约束模型嵌入到SUC中,在含多个风电场的IEEE118节点系统进行算例仿真。结果表明,所提出的SUC模型能够有效确保电力系统所需的惯性。

工程总承包模式下施工单位的成本管控策略研究

随着建筑行业的不断发展,工程总承包模式日益成为工程建设组织实施的主要方式,在工程总承包模式下,施工单位面临着更加复杂的管理环境和更大的成本风险。研究阐述了工程总承包模式的概念、特点及其对施工单位成本管理的影响,凸显了加强成本管控的必要性,在分析成本管理理论的基础上,研究结合施工企业特点,总结了工程总承包模式下施工单位成本管控的规律和难点,提出了涵盖设计、采购、施工、结算全过程的成本管控策略。

基于智能化控制的循环水前池液位稳定优化研究

通过分析循环水前池液位变化对发电机组运行的影响,设计了智能化控制系统,将液位传感器采集的数据作为测量信号,通过智能化算法输出控制信号用于调节变频器,从而实现对循环水补给水泵的智能化控制。实测结果表明,该方法可以显著减小液位波动范围,有效解决大量循环水池溢流问题,提高发电机组冷却效果,可以在保障机组安全运行的基础上提升生产效率并降低能耗,有助于实现机组的降本增效。

水电机组一次调频与自动发电控制协调策略优化研究

为保证电网和发电机组之间协调稳定运行,部分主力水电机组采用了小网开度模式,但该模式下的水电机组一次调频性能与自动发电控制功率调节均达不到电网稳定运行的要求。因此,研究了水电机组一次调频与自动发电控制协调策略优化,通过优化监控功率调节和一次调频之间的协调配合关系,提升机组的小网开度模式下的功率调节性能和调频动作性能;同时,使水电机组适应电网异步运行后的机组负荷波动和频率变化特性,以满足电网对大型水电机组的运行管理要求,最后通过实验验证策略的可行性。

基于LSTM-GA的过热蒸汽两级减温器协同预测控制

火力发电机组中,由于过热蒸汽减温控制系统存在高延迟、大惯性、参数多变等特点,使用PID控制器难以取得良好的控制效果,且传统的自动控制策略缺乏一二级减温器的互动手段。针对以上问题,提出了一种基于LSTM-GA的预测控制算法,使用长短期记忆网络(Long Short-Term Memory,LSTM)建立两级过热蒸汽减温系统的预测模型,遗传优化算法(Genetic Algorithm,GA)求解两级减温水最优控制量,实现两级减温器协同优化预测控制。根据某330 MW亚临界燃煤机组运行数据建立仿真模型,经计算分析,LSTM-GA预测控制器能够提前预测,做出判断,其快速性稳定性准确性均优于传统PID控制,并且实现了两级减温器的联动控制。验证结果表明了此算法的可行性、有效性,为优化过热蒸汽的减温控制提供了一种新方法。

燃气-蒸汽联合循环发电机组蒸汽旁路压力控制的研究

蒸汽旁路压力控制策略研究的目的是在机组启动、停止、锅炉并退汽过程中及机组甩负荷或跳闸时实现蒸汽旁路系统全自动控制和蒸汽压力保护。依托于国外某燃气-蒸汽联合循环发电厂两台机组的蒸汽旁路系统的调试和优化,对机组启、停及运行过程中蒸汽旁路的几种压力控制方式及控制问题分析进行描述。旨在为同类型或相似类型发电机组的旁路控制系统组态或系统优化提供帮助,并为带中间再热、蒸汽母管制的汽轮机发电机组的旁路控制策略设计提供参考。

基于负荷预测的飞轮-火电系统自动发电控制响应性能优化

随着新能源发电占比的不断增加,电网频率的稳定性受到严峻挑战,传统火电机组参与电网调频的作用愈发突出,然而部分火电机组的调节速率和精度难以满足电网负荷变动需求。为此,提出一种基于负荷预测的飞轮-火电系统自动发电控制响应性能优化策略。首先对负荷进行预测,采用基于树的管道优化工具TPOT库自动机器学习搭配并训练负荷回归预测模型,在训练数据中引入自动发电控制日前计划值以减少预测误差;然后根据负荷预测值以及飞轮系统的当前荷电状态,以火电机组调节速率最小化为优化目标,在负荷分配中优先动作飞轮储能系统,并调整飞轮荷电状态;最后基于湖北某火电厂实际运行数据进行仿真实验,实验结果证明了所提方法能够有效改善火电机组的调频性能。

Advancement in Wide Area Monitoring Protection and Control Using PMU’s Model in MATLAB/SIMULINK

A big step forward to improve power system monitoring and performance, continued load growth without a corresponding increase in transmission resources has resulted in reduced operational margins for many power systems worldwide and has led to operation of power systems closer to their stability limits and to power exchange in new patterns. These issues, as well as the on-going worldwide trend towards deregulation of the entire industry on the one hand and the increased need for accurate and better network monitoring on the other hand, force power utilities exposed to this pressure to demand new solutions for wide area monitoring, protection and control. Wide-area monitoring, protection, and control require communicating the specific-node information to a remote station but all information should be time synchronized so that to neutralize the time difference between information. It gives a complete simultaneous snap shot of the power system. The conventional system is not able to satisfy the time-synchronized requirement of power system. Phasor Measurement Unit (PMU) is enabler of time-synchronized measurement, it communicate the synchronized local information to remote station.

面向低碳灵活运行的超临界机组模糊预测控制策略

为实现“碳达峰、碳中和”目标下超临界机组的低碳灵活运行,提出一种计及机组灵活性、经济性和环保性的模糊广义预测控制策略。基于超临界机组调峰需求下的预测模型,首先构建包含一般控制目标和节能减排需求的综合滚动优化目标。然后,利用模糊选择确定目标函数中各子目标的加权系数以消除参数不确定性的影响。其中,模糊选择过程中模糊规则的制定以跟踪误差和碳排放增量为输入,加权系数为输出。进而通过预测模型、反馈校正与所设计滚动优化的协调配合求取最优控制律。最后,立足于我国大连某电厂600MW超临界机组运行数据进行所提控制策略的有效性验证。该方法在机组快速负荷调控、抗扰动及节能减排等方面均具有显著优势。

300 MW火电机组AGC变负荷过程动态反馈特性

为研究AGC变负荷火电机组动态特性,以北方某电厂300 MW机组为研究对象,建立了基于Dymola建模的仿真模型,验证了其稳态过程的有效性,得出了不同变负荷率下机组主要热力参数变化规律。并结合电网中2个细则的经济性指标在不同变负荷速率下对其经济性进行分析。结果表明,随变负荷率增加,锅炉的输出功率、主蒸汽温度、再热蒸汽温度、主蒸汽压力和不同设备的工作温的波动越来越剧烈。其中降负荷速率为10.5 MW/min时,主蒸汽温度的最大偏差可达到12℃。且对于该机组,为保证2个细则经济性指标,该机组升负荷速率一般不宜超过5 MW/min,降负荷速率一般不宜超过7 MW/min。

基于GSA-GPC水电机组预测控制

随着风、光等可再生能源大量馈入,电网结构日趋复杂。在此背景下,水电机组将根据需要经常处于变工况运行,运行环境变得恶劣,其传统的PID控制策略显然难以实现各种复杂工况下的最优控制。为此,将广义预测控制(GPC)应用于水电机组,并基于引力搜索算法(GSA)对其参数进行优化,实现了水电机组基于GSA-GPC的自适应预测控制。仿真结果表明,相比传统的PID控制器,设计的基于GSA-GPC的自适应预测控制器在不同工况下均有优异的调节性能,实现了水电机组多工况下最优控制。