水轮机调速器系统功率边界一次调频限幅策略优化

天生桥二级电站3F机组调速器改造后进行一次调频动作试验时,机组边界功率附近发生了负荷波动及逆功率运行两种异常工况。通过对机组异常运行工况进行分析,提出在功率边界限制一次调频动作幅度的方法,成功解决了功率波动及逆功率的问题。     

因采样回路延时导致的机组有功波动事件分析

有功功率调节的稳定性关系到水电站的安全与经济效益。本文以某大型水电站机组有功功率波动案例为基础,对有功功率波动的原因排查、分析过程进行了阐述,并从功率采集装置、通讯管理装置、机组PLC、机组PLC与调速器的有功功率控制逻辑方面提出了优化措施,对同类型其他水电站机组有功控制及功率波动事件分析具有一定的借鉴意义。     

风电功率跟踪的渐进随动本质与无通信的风电场集中变频原理

从变速恒频风电机组的降载提质增效控制目标入手，对3种基本MPPT控制下的功率跟踪能力、功率波动和轴系载荷进行分析，论证功率信号反馈控制与最优转矩控制的等价性，揭示二者本质上均属于内嵌风力机特性的渐进随动控制，阐明MW级机组变流控制不必要过分追求快速性的原因。分析表明渐进随动控制是MW级机组降载提质增效目标下的综合优选，机组巨大的转动惯量天然的为机组转速和有功功率引入10s以上的大时间常数低通滤波特性，是集中变频可行以及恒压频比控制满足发电机控制需求的依据。提出将功率信号反馈控制与转速开环恒压频比控制相结合构成集中变频换流站的有功–频率随动控制策略，省去换流站与风电场之间的高速通信。进一步提出一种适用于中远距离海上风电的新型风电系统方案——动态低频风电系统，具有潜在的低成本、高可靠和电网友好特性，经仿真验证可行。     

基于主成分分析和谱聚类的短期风功率预测

风电场的大规模建设使得风电渗透率大大提高,为保证系统的安全稳定运行及风电消纳,需要对风电功率进行预测。为解决传统预测方法中数据维度过高的问题,提出一种基于主成分分析和谱聚类进行数据降维的预测方法。首先,基于主成分分析提取风电场各机组功率序列的主成分,实现对功率样本信息和预测对象的降维;其次,考虑风速波动特性和各机组的空间分布特征,对风速信息进行谱聚类,以实现样本数据的进一步降维;然后,基于风功率主成分信息与风速聚类结果,建立基于Elman神经网络的风电功率主成分预测模型,并通过逆变换最终得到风电场各机组功率的预测结果。利用江苏南通某海上风电场实际数据验证该方法,结果表明,预测结果的均方根误差明显降低,所提方法可以提高风电功率预测精度。     

自备电厂中平抑大阶跃负载扰动的协调控制方法

自备电厂负荷波动大,传统火力发电机组存在着固有延时,难以及时响应负荷变化,导致并网联络线波动以及功率振荡问题尤为突出。储能具有快速的响应速度,但价格昂贵且容量有限,使用受限。为解决上述问题,该文将自备电厂内部闲置的小容量发电机组改造为变速恒频机组,通过对该机组实施控制,以较小的经济成本模拟飞轮储能快速响应的功能,实现对负荷波动的快速响应。在分析变速恒频机组运行特性及其功率控制方法的基础上,提出一种协同控制变速恒频机组与传统火电机组的方案,在自备电厂出现大功率负荷扰动、传统火力发电机组来不及响应的瞬间,通过控制变速恒频机组实现转子动能的吸收或释放,迅速弥补厂内功率的偏差;在转子动能作用结束后,控制传统发电机组参与厂内功率偏差调节,快速平抑了联络线的功率波动。以糖厂并网发电仿真系统为例,基于Matlab/Simulink软件搭建仿真平台,对所提的控制策略进行仿真。仿真结果表明所提出的协调控制方法可以快速平抑糖厂内功率波动,实现并网联络线功率的快速恒定控制。     

超级电容储能系统在风电系统低电压穿越中的设计及应用

风电并网导则要求并网型风电机组具备低电压穿越能力,而传统基于直流母线卸荷电阻的低电压穿越方案以热能的形式消耗机组多余功率,降低机组效率,升高环境温度,增加了机组散热设计的难度。鉴于此,针对鼠笼型全功率风电变流器机组,提出一种基于超级电容储能装置的低电压穿越方案。利用超级电容器固有的快速充放电特点,实现低电压故障过程中风电机组波动功率的控制;给出了超级电容储能装置的详细设计方案以及低电压穿越过程中网侧变流器、机侧变流器以及超级电容储能装置的协调控制方法,并对系统暂态控制中的切换问题进行详细阐述。仿真与硬件在环实验结果验证了参数设计方法及提出控制策略的正确性。     

变电站投运空载主变压器引发相邻机组功率振荡的仿真研究

在大型变电站投运空载主变压器时,由于主变压器励磁绕组饱和的影响,会导致高压母线电压降低,引发相邻机组功率振荡。针对这一现象,首先对投入空载主变压器导致高压母线电压降低及相邻机组功率波动的原理进行了分析;然后通过实时数字仿真仪进行建模,再现电压降低及功率波动现象,最后分析多机组及规划运行方式下主变压器投运对励磁涌流、功率波动及电压降低的影响,并提出抑制影响的策略。     

双馈型风电场参与电压无功调节的分层控制方案

针对弱联接风电场并网点电压波动问题,通过对双馈风电机组功率关系分析,以及电机定子、网侧换流器功率极限的推导,在传统的无功控制方案的基础上,提出了一种在电压跌落时机组发出无功以稳定电压的无功控制模式。可以根据电网电压波动情况,选择参与无功控制机组数量,充分发挥双馈风电场的无功能力,减少使用率不高的无功补偿装置的投资。基于PSCAD/EMTDC平台搭建风电场接入电网仿真系统,仿真结果验证了所提控制方案的有效性。     

单元机组负荷控制的专家协调控制

针对单元机组负荷控制的特点，描述了专家协调控制系统的控制原理及专家自学习的控制过程，并讨论了专家协调控制系统的基本结构形式。通过仿真研究表明，专家协调控制方案不但能保证机组在升／降负荷时主汽压力在规定的范围内波动，而且能快速将机组负荷调整到要求值，能够满足机组在不同负荷水平时的负荷升／降要求，适应能力强。为实际工程应用提供参考。     

风电场有功功率聚合特性分析及控制策略优化

以内蒙古某风电场为研究对象,分析聚合风电机组数量及风电机组间功率相关性对风电聚合功率波动的影响,并根据风电场实际风速、机组位置与机组功率之间的关系,得出风电场机组间的功率相关性数据序列.通过不进行任何爬坡控制、风电机组按14％额定容量设定功率爬坡量以及考虑聚合特性的机组互补三种控制办法进行计算对比,表明本文提出的风电场...     

孤网运行频率稳定控制策略分析研究

针对孤网运行时功率不平衡导致电网频率波动大的问题,提出在电网侧和机组侧2个方面进行频率稳定控制。为此,分析和研究了在电网侧采用低频减载、联切装置、高频切机装置进行控制的控制方法和策略;在机组侧强调调频控制要考虑机组的容量和调节范围、机组的控制方式及一次调频参数。目的在于提高孤网运行时的安全性和供电可靠性。     

三峡巨型电站异常功率波动仿真与试验研究

2010年7月14日三峡巨型电站发生异常功率波动现象,对丰水期三峡电站全开满发电力送出和互联电网安全稳定运行构成威胁。为查找原因并消除异常功率波动,基于受扰系统的分析原理,采取频域、时域、相量测量单元(phasemeasurement unit,PMU)和实时数字仿真器(real time digitalsimulator,RTDS)等综合仿真分析手段,并利用现场试验在实际电网中进行观测与研究。成功定位异常功率波动原因并消除三峡机组进口设备控制系统集成软件中的缺陷,保障了三峡水电安全平稳送出。运行实践证明了该仿真与试验方法在分析与解决实际大型电力系统异常功率波动现象的有效性。     

A Comparison of Electric Power Smoothing Control Methods for Distributed Generation Systems

Renewable forms of energy such as solar energy have attracted attention as alternative sources of fossil fuel. The output power of photovoltaic generation systems changes steeply. Changes in output power have an effect on the electric power quality of the power system. For that reason, a system which can smooth fluctuations of output power is required. In this paper, the moving average, modified moving average, single exponential smoothing, and double exponential smoothing methods are applied to electric power smoothing control schemes for distributed generation systems with photovoltaic generation. The reduction rate of power fluctuations and the maximum stored energy of electric double layer capacitors are adopted as system evaluation measures. To confirm the effectiveness of the power smoothing control methods, a distributed generation power system with photovoltaic generation systems is simulated with the power electronics circuit simulation software PSIM. The methods are then compared by evaluating the reduction in the capacity of electric double layer capacitors without loss in the power smoothing effect.     

黄岛电厂4号机停运影响分析及应对措施

黄岛电厂4号机为前苏联生产,经过20多年的运行,机组性能下降。为了更好执行国家节能减排政策,电厂拟在2010年关停4号机。详细分析了黄岛电厂4号机停运后对青岛电网的影响,进行了N-1静态安全分析和暂态稳定分析,并针对几类特殊故障进行了N-2静态安全分析。针对出现的安全稳定问题,提出了相应的应对措施并进行了计算验证。     

200MW发电机组有功功率波动的原因分析

通过一起200 MW发电机组有功功率波动引起的不安全事件,依据数据波形,从无功功率、电网频率、调节级压力、励磁调节系统、一次调频等因素对发电机组有功功率的影响分析入手,得出了引起发电机组有功功率波动的影响因素。并通过进相运行时有功波动引起的跳机实例,提出了应对防范措施,进一步对单机运行情况做出了合理的运行方式选择和机组负荷指标优化,避免再次发生类似现象。     

真空系统节能降耗潜力分析

提高凝汽器的真空度,将使汽轮机的出力随之增加。通过对某电厂5号机组及7号机组真空系统的严密性试验,分析汽轮机真空系统节能降耗潜力。从监测凝汽器的端差着手,改善清洗装置的投运方式,使凝汽器的真空度得到了提高,调整及优化真空系统设备的组合运行,可进一步提高机组的运行效率。     

DEH系统阀切换时负荷波动原因分析与对策

针对国电菏泽发电厂6号机组阀切换负荷波动问题,对DEH系统伺服控制回路、功率回路及阀切换过程中动态控制品质进行试验,结果表明造成单、顺序阀切换过程中负荷波动原因为DEH调节系统中阀门管理特性曲线参数设置与现场实际不对应,阀门开度与通过阀门的蒸汽流量不对应。通过对阀门流量函数进行修正,负荷波动问题明显改善。     

基于协同控制的独立电力系统频率响应优化控制策略

以传统小火电机组为主的独立电力系统由于系统低惯性和火电机组存在固有延时,导致系统动态频率稳定性差。针对此问题,提出含辅助频率优化控制器的机组协调调频方案。首先借鉴风电机组利用转子动能快速调频的思想,将独立电力系统内的部分机组改造为变速恒频机组。然后在分析变速恒频机组惯量控制调频的基础上,以控制流形动态收敛为目标,基于协同控制理论,推导了惯量控制中附加功率的控制律。最后通过配合机组惯量控制利用变速恒频机组转子动能,实现对系统频率变化的快速响应。以某工业园区的独立电力系统为例进行仿真,对比分析所提方法和其他方法下的系统频率指标,仿真结果表明：所提控制策略能快速响应系统频率波动,改善了系统频率响应特性。     

Protection against loss of utility grid supply for a dispersedstorage and generation unit

The requirements of an islanding, or `loss of grid', protection for a dispersed storage and generation unit are examined, and the principal methods used for this type of relaying are outlined. A new protection algorithm is introduced which is based on the rate of change of power as measured at the generator's terminals. The responses of the different measurands are examined for a selection of power system operating conditions in order to demonstrate the operation of this type of protection. The new protection algorithm is shown to trip for loss of grid and for load fluctuations while the dispersed storage and generation unit is operating independently of the utility supply following a loss of grid, and for an out-of-synchronism reconnection of the utility supply to the dispersed storage and generation unit. It is also shown to remain stable for major load fluctuations while the utility supply remains connected to the dispersed generator system     

1036MW机组协调控制系统实时优化

针对1 000 MW机组传统协调系统控制方式存在关键参数波动大、变负荷耗能大、不能很好适应煤种变化等实际问题,华能海门电厂采用Infit系统,融合预测控制技术、神经网络学习技术及自适应控制技术控制系统,使机组能在调度要求的自动发电控制变负荷速率下实现主汽压力、中间点温度等参数更优的控制品质.对比分析了关键参数运行动态特...