清洁能源主导系统频率峰值特性分析

以清洁能源为主的异步送端电网频率稳定问题较为严重。为研究异步送端电网频率峰值变化机理,进一步提升频率质量、优化调频资源的分配,本文提出了一种清洁能源主导调频系统频率峰值及峰值时间的简化计算模型,该模型主要包括水电调速器主导调频模型及直流频率限制器(Frequency Limit Controller,FLC)主导调频模型。大系统的时域仿真结果表明了该模型的可靠性和准确性。本文还进一步探究了风电等新能源参与调频的可行性并评估了在不同季节下风电参与调频对频率质量的改善情况。     

云广直流孤岛动态稳定问题的广域电力系统稳定器解决方案

直流系统送端采用孤岛运行方式,可减少直流系统故障对主网的影响,提高电网安全稳定水平,增加输电通道外送能力。云广直流孤岛系统由于小湾、金安桥电厂远离楚雄换流站,存在动态稳定问题。现有电力系统稳定器(PSS)可有效提高小湾机组对金安桥机组相对振荡模式的阻尼,但对孤岛系统的过电压控制产生了不利影响。文中从PSS的原理上对原因进行了分析,并提出了采用广域信号的PSS解决方案。基于机组转速差的广域PSS在改善孤岛系统动态稳定性的同时,消除了对过电压控制的不利影响,在云广直流孤岛系统中具有良好的实施可行性。仿真结果验证了广域PSS的有效性。     

高比例可再生能源电力系统的快速频率响应市场发展与建议

随着非同步电源渗透率增加,电网的惯性逐步降低,扰动后电网的频率变化率变大,频率调控面临着巨大挑战.近年来,快速频率响应(FFR)的概念已被提出,并应用于一次调频之前,为一次调频响应争取时间,使低惯性系统在一次调频响应前不至于到达系统低频减载的频率阈值.文中从典型FFR资源、辅助服务产品设计、市场交易和应用实例等几方面总结了国外FFR市场开展现状.结合中国电网应对未来低惯性系统的调频需求,阐述了FFR技术的研究趋势,并为中国FFR市场建设提出了建议和展望.     

高比例新能源电网多源最优协同调频策略

随着大规模可再生能源对电网渗透率的不断增加,大型风光电站也开始参与到电网的调频当中。首先,建立了功率响应总偏差、调频里程支出最小化的多目标互补控制模型,以解决不同调频资源的动态功率分配问题。为解决该非线性优化问题,采用多目标蝠鲼觅食优化算法(multi-objective manta ray foraging optimization, MMRFO)快速地获取高质量的Pareto前沿,以满足电网的实时在线调频需求,提高区域电网的动态响应能力。然后,基于熵权法,设计了灰靶决策法客观地选择不同功率扰动下兼顾运行经济性和电能质量的折中解。最后,基于扩展的两区域负荷频率控制(load frequency control,LFC)模型验证了所提方法的有效性。     

云南电网低频问题下风机转子动能控制研究

风电机组提供频率响应后,转子转速恢复过程可能导致的频率二次跌落是制约风机提供向上调节能力的关键问题。文章对云南电网风机转子动能控制展开研究,提出风机转子动能控制参数整定方法,在扰动初期利用综合惯量控制快速抑制频率变化率,减小最大频率偏差;在扰动中后期与水火等常规同步机组和直流频率限制器(frequency limit controller,FLC)协调配合,避免频率二次跌落问题,实现频率整体动态过程的优化。仿真研究表明,增加虚拟惯性控制系数K_df,不利于改善频率最大偏差,会让频率在进入直流FLC死区后出现严重超调和反调现象;下垂控制系数K_pf是改善频率最大偏差和直流FLC动作量的关键,K_df和K_pf取值相同时,运行在最大功率追踪区的风电机组改善频率最大偏差的能力几乎相同。     

电力系统调频控制相关的频率振荡问题

电网中多次出现不同于传统低频振荡的频率振荡问题,和调频控制过程强相关。基于一个三区域系统,采用特征值分析和时域仿真的方法,分析了系统中不同类型的振荡模式及其表现。除功角振荡模式外,系统中包含超低频的一次调频(PFR)模式和振荡频率更低的自动发电控制(AGC)模式。功角振荡模式下,机组转速和区域电网频率相对振荡,而PFR模式和AGC模式下电网频率整体振荡,是频率振荡模式的一个根本特征。根据分析结果,PFR模式下主要是PFR参与动作,而AGC模式下主要是AGC参与动作,并提出了根据不同变量参与因子辨别频率振荡模式并区分PFR模式和AGC模式的方法。分析结果初步厘清了不同类型频率振荡模式的表现和区别。     

异步联网的交直流输电网损在线优化方法及其在南方电网的实现

云南电网与南方电网主网将在2016年实现异步联网。云南电网通过多个直流输电系统与南方电网主网相连,南方电网主网内仍然是一个交直流并联的输电网络。随着送电规模的扩大,降低网损已十分必要。目前的交直流电网的降损优化方法,已无法满足异步联网后交直流混联电网的需求。为此文章根据云南电网与主网异步互联之后的网架结构,建立了异步联网下交直流混联电网的网损优化模型,考虑了交直流潮流、送电功率、断面限制等约束,采用拉格朗日乘子法得到优化模型的最优解条件。从异步互联的直流输电通道和主网内交直流并联电网的直流输电通道2个方面,分析最优解条件的物理意义,提出网损最优的等微增率条件。结合已有的潮流分析计算工具,提出适用于大区电网规模的实用计算方法。选择南方电网2016年算例分析了直流功率调整对潮流和网损的影响,并进行了网损优化计算。计算结果表明,通过调整直流输送功率,在保持送电功率不变的条件下,可以有效降低系统网损。     

异步联网方式下云南电网超低频振荡的抑制措施与试验

在云南异步联网验证性试验过程中,云南电网频率出现了长时间的超低频率振荡现象,威胁电网的安全稳定运行。在单机系统及BPA仿真系统下分析了水电机组调速器不同参数以及直流频率限制控制器对频率稳定性的影响,通过仿真计算提出了调整云南水电机组调速器死区、优化PI参数等措施,并比较了不同措施的特点。经过实际电网大、小扰动试验验证,本文所提措施可以有效解决异步后云南电网的超低频振荡问题。     

基于直流融冰的电网大面积冰灾防御策略

目前,国内外电网均缺乏大规模应用直流融冰装置的实践经验,存在融冰工作效率低、融冰装置配置有待优化等问题,制约了直流融冰装置在抵御电网大面积冰灾方面作用的发挥。在总结南方电网直流融冰装置在2011年初冰灾中应用经验的基础上,分析了线路直流融冰优化调度方法,提出极端冰冻灾害情况下电网保底运行方案,提出了完善直流融冰装置配置的建议,构建基于直流融冰的电网大面积冰灾防御策略。     

云广直流孤岛运行双极跳闸后机组调相分析

云广直流孤岛方式下双极跳闸后,部分机组进入并长期运行于调相状态,给系统和设备安全带来严重威胁。利用电力系统功率扰动的3阶段分配原理解释了这一现象的产生原因,提出了避免机组调相运行的机组功率安排原则及调速器附加控制策略,实验结果验证了相关分析的正确性。