逐步摆脱化石能源依赖,实现大规模可再生能源发展是全球能源变革趋势。预计到2050年,可再生能源出力在能源消费总量中所占比例将达到80%。随着以风电和光伏为代表的大规模可再生能源接入电网,传统的电力系统频率控制问题面临新的挑战和机遇。
大规模可再生能源接入将导致注入功率的扰动增大而抑制频率变化的转动惯量减小,给电力系统自动发电控制带来新的问题和挑战。引入新型调频资源和应用先进控制方法是提升频率调节质量和效率的重要手段。首先,分析总结了大规模可再生能源接入对电力系统频率响应性能和调频需求两方面的影响。然后,从新型调频资源参与自动发电控制的可行性、经济性...
针对辅助服务市场化后自动发电控制（AGC）调频容量计算必须满足实时精细化的要求,从省级电网发用电平衡出发,通过分析影响调频容量需求的各种因素,提出了综合考虑负荷、新能源功率波动、联络线交换计划、机组发电计划及相关性能评价标准的AGC调频容量实时计算方法,并以华北某电网为例进行了算例分析,计算出该电网所需的AGC调频容量与电网实际运...
面对日益严峻的电网频率稳定形势,需要应用更好的方式对种类不断丰富的频率响应手段进行协调。在原有安全稳定控制构架基础上,提出一种主动频率响应控制框架与相关策略。其内涵是：针对大电网频率较为显著的空间分布特征,利用已趋成熟的先进通信技术,将＂源—网—荷—储＂侧种类众多的频率响应控制手段由传统的依据本地参量的分散比例反馈控制,...
虚拟同步机可以使并网逆变器具有类似于同步发电机的外特性,从而使逆变器参与频率调节并为电力系统增加虚拟惯量。但目前,对于含虚拟惯量的电力系统的频率响应特性缺少定量的刻画指标,难以从理论上指导大规模电力电子设备接入时虚拟惯量的优化配置,也无法从理论上刻画虚拟惯量的加入对于电力系统频率响应特性的影响。针对这一问题,提出以系统相...
开发风电机组的控制潜力向电力系统提供频率控制成为对风力发电的新要求。传统的针对超速风电机组的频率控制方法没有考虑对风电机组旋转动能的有效利用,缺乏根据风电机组运行状态对频率控制器参数进行整定的方法,尚未充分发挥风电机组的频率控制能力。因此,提出了超速风电机组的改进频率控制方法,将超速风电机组的转子旋转动能用于降低系统频率...
随着大规模风电接入交直流互联电网,传统的自动发电控制（AGC）方法难以有效地抑制风功率波动带来的频率稳定问题。为此,提出基于两级分层模型预测的AGC策略。该两级分层控制方法在下层对多个区域电网采用分散式模型预测控制;在上层对下层分散的控制器采用动态协调控制方式。以含多电源的两区域交直流互联电网AGC模型为例,仿真结果表明：与集中...
风电的大规模并网和常规燃煤机组的快速爬坡能力不足对系统的频率稳定产生了严重的威胁。考虑到中国当前以燃煤机组为主的电源结构,通过合理利用火电机组深度快速变负荷能力提高机组动态特性是解决这一问题的有效手段,但是目前其在电力系统中的应用主要集中在调度上。文中提出了一种将火电机组深度快速变负荷能力应用在含风电电力系统的频率控制...
在高风电渗透率电力系统中,针对双馈感应风电机组的转子转速与电网频率解耦所造成的机组惯性与频率响应能力缺失的问题,提出了基于模糊逻辑控制的风—储系统协同运行控制策略。该控制策略通过在风—储控制系统中嵌入模糊逻辑控制器来决策风—储系统响应电网频率波动的总有功出力和风力机转子动能的调频参与系数。基于此,根据不同风速下的风电机...
分布式电池储能系统（BESS）的协调控制是储能应用中的关键问题。针对聚合多样性BESS参与自动发电控制的应用场景,文中首先提出了基于BESS集群荷电状态（SOC）的集群能量平衡反馈控制结构;然后针对充放电损耗与电池老化建立了BESS的服务成本模型,定义了每个控制周期的边际损耗成本和边际老化成本,据此提出了基于市场机制的无需迭代的控制方法,实...
随着储能辅助常规机组参与调频在电力系统中得到规模化的应用,如何制定合理的储能出力控制策略来实现储能和常规机组互补协调运行是储能调频应用中的关键问题。文中基于实时状态感知与综合研判,利用Logistic回归函数,构建储能自适应调频和自恢复储能荷电状态（SOC）两种工况的控制规律;将区域控制偏差信号划分成不同的状态区间以定量描述电网二...
高效筛除稳定算例,是在不会将失稳故障误判为稳定的前提下,降低对算例集分析所需的总计算量。将扩展等面积准则（EEAC）的积分步长及映射步长同样减小,可以提高量化精度,但当步长减小到一定程度以后,精度将不再明显提升。将完全忽略时变因素的静态EEAC的结果与部分计入时变因素的动态EEAC的结果相比较,若两者给出的稳定裕度值足够大,且足够接近,...
大规模风电接入电力系统使得静态电压稳定裕度（SVSM）计算需要考虑风电场出力随机波动的影响。采用区间数描述风电场出力的随机波动特性,基于连续潮流法和仿射区间算法,提出了含风电场的电力系统SVSM区间的计算方法。首先根据电压稳定极限点分岔类型的不同将风电场出力波动区间进行分段,然后采用连续潮流法分别求出每段区间中心值对应的SVSM,并...
在多级输电断面限制的富水电地区,开展大小水电的协调调度是提高水电整体消纳量的重要举措,但同时大规模小水电的并网也给电网运行带来了风险。为此,文中构建了兼顾系统经济性和可靠性的大小水电协调消纳模型,从可消纳电量、网损和梯级蓄能三方面衡量系统的经济性,并引入电力不足概率评估系统可靠性。模型求解方面：为准确表征系统可靠性,基于实...
针对高比例风电并网下深度调峰中涉及的利益分配问题,在分析资源配置原则与不同类型电源调峰特性的基础上,提出基于卡尔多改进的风火复合系统深度调峰新机制,探讨通过调整参与者利益分配挖掘系统深度调峰潜力的实现方法。以纯凝、热电和风电三类机组为典型代表,分析其机组效益与约束条件表达,并在目标函数中增加补偿与分摊项,由此建立引入卡尔多...
需求响应（DR）是未来新能源电力系统中的重要可控资源。随着可再生分布式电源渗透率的提高,DR资源在保证区域能源系统或分布式发电系统可靠性方面将发挥越来越重要的作用。文中首先基于改进后悔度匹配机制构建了考虑用户行为选择的DR动态时序模型,进而提出了基于序贯蒙特卡洛方法的DR资源对分布式发电系统发电充裕度的影响评估流程。通过算例仿...
每一区域配电网都有使其网损达到最小值的经济运行区间,而分布式电源（DG）的接入会影响配电网的运行状况,有可能使配电网偏离或进入经济运行区间。为了维持配电网的经济运转,文中提出了一种考虑DG接入影响配电网经济运行时间的线损分摊方法。首先,基于等值电阻法计算配电网线损,以配电网线损最小为目标,引入配电网经济运行时间的概念,进而计算...
以整流装置带负载为代表的非线性负荷是引起微电网谐波的主要因素之一,而微电网中的非线性负荷比例越来越高,在潮流计算过程中必须考虑谐波潮流与基波潮流的相互影响。提出一种计及谐波功率修正的独立微电网潮流计算方法,该方法立足于独立微电网的运行控制特点和三相非正弦条件下的电流物理分量功率理论,将微电网系统模型及整流装置谐波源耦合矩...
无刷双馈发电机是一种具有良好前景的新型风力发电机结构。文中提出了一类级联式双定子无刷双馈发电机无功运行范围的解析计算方法,以该种发电机并网工作时的稳态模型为工具,首先分析了机组的功率流和无功调节机理。在此基础上,综合考虑了发电机自身运行约束、网侧变换器容量约束对机组无功调节能力的影响,推导了该类电机在不同工作点下无功容量...
在智能电网和能源互联网中,通信的中断、延时和误码等因素会对电网安全稳定造成影响,因此有必要研究通信系统和电力系统的交互作用,而半实物仿真技术是研究其交互影响的有效手段。在对支撑电网稳控业务的同步数字体系（SDH）通信网络的特点和动态特性分析的基础上,提出了基于实时数字仿真器（RTDS）与QualNet的电网和通信网半实物联合仿真系统的...
发电量是定量评估光伏发电单元效益的重要指标,而逆变器损耗与发电量指标息息相关。已有的光伏发电单元发电量计算模型或过于复杂,或忽略了逆变器参数和控制算法带来的影响,难以准确计算逆变器损耗。针对上述问题,提出了基于集中损耗模型的光伏发电单元发电量计算方法。该方法根据逆变器的瞬时输出功率,采用了集中等效模型来模拟逆变器在不同工...
为了更好地管理分布式电源的运行,增强与配电网的友好互动能力,提高分布式电源并网运行后配电网的安全性和经济性,研发了一套区域分布式电源集群自动监控系统。提出了区域分布式电源集群监控系统的结构设计和功能体系,设计开发了系统的关键功能（集群划分、多目标优化、集群控制等）,建立了分布式电源集群控制的多目标优化模型,并给出基于二阶锥...
双馈风电机组复杂的故障电流特性使得应用于双馈风电场联络线上的传统选相元件性能严重劣化,难以满足双馈风电场联络线保护与重合闸的选相需求。根据双馈风电机组的低电压穿越控制策略,分析了传统选相元件应用于双馈风电场联络线面临的缺陷。提出了基于相间电压突变量和相电压突变量幅值比较的故障选相新方法。根据双馈风电场侧保护安装处相电压...
国家电网有限公司正在开展电力全业务统一数据中心的建设,以实现全业务范围、全数据类型、全时间维度数据的统一存储、管理分析。在全业务范围数据全量推送过程中,尤其在突发性海量数据涌入时,全业务统一数据中心的处理能力面临着巨大挑战,数据处理任务调度方法是提高其数据处理能力的关键。通过对电力全业务统一数据中心设计方案和架构的分析,...
高压直流输电线路的距离长、跨越的地区地形地貌和环境气候差别很大,故障概率高。对故障测距的准确度要求也高。因此,提出了描述分布参数线路电气特征的波动方程作为故障测距原理的基础,针对时间、频率和空间三个角度,分别对提出的行波法、固有频率法和故障分析法进行了技术梳理与总结,明确了以行波法为主、固有频率法和故障分析法协助提高测距...
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