超导储能系统提高风电场暂态稳定性研究

应用超导储能系统(SMES)对提高风电场的暂态稳定性进行了研究。在深入研究超导储能系统运行原理的基础上,建立了基于电压型换流器(VSC)的超导储能系统模型,实现了有功功率和无功功率的解耦控制,并提出了有功、无功功率综合控制策略。利用PSCAD/EMTDC软件进行了仿真计算,结果说明超导储能系统不但能够在风速波动时平滑风电场的功率输出,而且能够提高风电系统的暂态稳定性。     

考虑线路阻塞的高渗透率风电电网暂态稳态量化分析方法

当前电网暂态稳定性分析方法未采用相关系数求解不同风电场的边缘分布,导致暂态稳态量化分析结果存在较大误差。提出考虑线路阻塞的高渗透率风电电网暂态稳态量化分析方法。构建考虑线路阻塞的高渗透率风电电网暂态稳态能量函数,分析风电出力变化对发电机组功角特性产生的影响,获取对应的风电电网暂态稳态判定依据;通过相关系数求解不同风电场的边缘分布,引入威布尔分布的逆函数获取风速序列构建风电电网暂态稳态风险指标,并进行风电电网暂态稳态量化分析。通过相关测试,全面验证了所提方法的有效性和可操作性。     

恒速风电机组对电网暂态电压稳定性的影响

基于恒速风电机组的结构,给出风电机组各部分的数学模型,利用仿真软件DIgSILENT/PowerFactory建立恒速风电机组的动态模型,并利用该模型在WSCC 3机9节点算例中仿真恒速风电机组并网运行时因风速变化引起的电网电压波动,通过极限切除时间分析恒速风电机组并网对电网暂态电压稳定性的影响,并与接入相同容量的同步机组进行比较。结果表明,恒速风电机组的接入降低了电网的暂态电压稳定性,且接入恒速风电机组装机容量越大,电网的暂态电压稳定性越差。由此提出改善恒速风电机组并网后电网暂态电压稳定性的建议。     

超导储能提高电力系统暂态稳定性理论探讨

超导储能装置(Superconducting Magnetic Energy Storage devices,SMES)现已在电力系统中获得了越来越多的应用。对储能装置串并联接入系统的2种情况进行分析,通过理论推导得出了储能装置的加入可以提高线路输送容量以及提高系统暂态稳定裕度的结论,探讨论证了储能技术提高电力系统暂态稳定性的理论依据。最后,在四机两区域系统上,进行了仿真研究,验证了超导储能装置在改善电力系统暂态稳定性,抑制系统振荡方面的效果。     

考虑注意力机制的CNN-LSTM高渗透风电并网暂态电压稳定性研究

为了能够快速且精确地判断出风电场接入电网后系统暂态电压稳定性,文章基于注意力机制提出一种卷积-长短时记忆网络（Convolutional Neural Networks-Long Short-Term Memory,CNN-LSTM）暂态稳定评估指标。为了更好地捕捉输入数据中空间和时间的相关性,基于核主成分分析（Kernel Principal Component Analysis,KPCA）进行特征降维;针对高比例的新能源电网中,整个系统的短路容量下降、短路电流水平攀升问题,提出了安装超导故障限流器的主动支撑措施,限制故障过程短路电流水平,维持并网点电压稳定。最后,在PSD-BPA中搭建含风电的IEEE39节点系统进行仿真计算和数据采集。结果表明,KPCA方案能有效筛选电力系统暂态稳定评估中重要度高的特征,所提评估指标具有更高的辨识能力,所提改进措施对高比例风电并网系统暂态电压稳定具有积极作用。     

含高渗透率海上风电电网的DSSC优化配置与运行控制策略

随着海上风电并网规模的不断增大,高渗透率风电引起的线路潮流阻塞问题已成为制约风电并网规模的重要因素之一。针对高渗透率海上风电区域的输电线路阻塞问题,文章提出一种含高渗透率海上风电电网的分布式静态串联补偿器(DSSC)优化配置与运行控制策略。该策略包含两个阶段:第一阶段为考虑多场景下DSSC的优化配置,以线路阻塞程度最小为目标,确定DSSC的配置地点与容量;第二阶段为DSSC的运行控制,利用DSSC的潮流控制能力,优化调度系统中的发电机,降低系统运行成本,并考虑系统在出现风电水电高出力场景下DSSC的运行控制,从而提高系统可再生能源的消纳。仿真结果表明,与采用静态串联补偿器(SSSC)和不采用柔性交流输电(FACTS)设备相比较,所提策略可降低系统的运行成本,提高可再生能源的消纳水平。     

含无功补偿装置的风电并网系统 暂态电压稳定性研究

针对大规模风电并网后系统的暂态电压稳定性问题,阐述了暂态电压失稳的机理以及暂态电压稳定性的分析计算方法,介绍了2种重要的无功补偿装置SVC和STATCOM。采用BPA软件对国内某一实际电网进行了仿真分析,结果表明,风速变化和系统发生短路故障均会对系统的暂态电压稳定性造成影响,导致系统的电压水平降低。装设SVC或STATCOM对系统电压均有支撑作用,且STATCOM对电压的支撑作用更加明显。     

规模化光伏电站与电网暂态交互影响定量分析

在电力系统暂态安全定量分析软件平台FASTEST(Fast Analysis of Stability using the Extended equal areacriterion and Simulation Technologies)上以研究规模化光伏电站接入系统后的稳定性分析为目的,建立了一个完整而且适合系统安全稳定分析的并网光伏电站机电暂态模型。基于FASTEST特有的暂态稳定量化分析功能,对并网光伏电站被浮云遮挡和系统侧发生扰动这2种典型情况进行仿真分析,从对系统暂态功角稳定性、暂态电压稳定性和暂态频率稳定性的影响的角度,探讨光伏电站与常规电源在影响电网运行特性方面的区别。结果表明,光伏电站并网后对系统暂态频率稳定性影响最为严重,相比较于带有励磁和调速系统的同步发电机,光伏电站在网侧故障时的暂态响应特性更为剧烈。     

发电机无功功率与机端电压对系统暂态功角稳定性的影响

阐述了系统暂态功角稳定的物理意义,运用扩展等面积法则(EEAC)理论详细分析了发电机的无功功率和机端电压水平对电力系统暂态功角稳定性的影响。指出提高领先群机组的无功出力和机端电压水平有利于电力系统的暂态功角稳定;而提高余下群机组的无功出力和电压水平则不利于电力系统的暂态功角稳定。通过安徽电网实例仿真计算对结论的正确性进行了论证。     

风电高渗透虚拟同步电力系统的功角暂态稳定性分析

首先,建立互联系统接入变速风电机组后的动态模型,推导虚拟同步电力系统的暂态能量函数,分析表明在不同振荡阶段,惯性控制对暂态能量转换过程的影响不同;其次,提出两区域协同变惯性控制策略,改善含虚拟惯性互联系统的功角稳定性.最后,搭建风电高渗透的四机两区仿真系统,验证所提控制策略能够兼顾频率调节功能,并改善系统的动态稳定性.     

基于弱电网的光伏储能系统小干扰稳定性分析

建立了接入弱电网的光伏储能系统小信号模型,解决了其小扰动稳定性问题.基于特征值分析法,分析了电网强度、光伏系统输出功率、控制环参数对光伏储能系统稳定性的影响.结果 表明,弱电网下控制环路的带宽对系统稳定性的影响很大.随着储能系统锁相环带宽的增大,系统的稳定性先下降后提高;随着光伏系统直流电压环带宽的增大,系统的稳定性先...     

储能设备对孤立风力发电系统的影响

采用序贯蒙特卡罗法对含有储能设备的风/柴孤立发电系统进行充裕度评估。针对样例系统,在发电系统强迫停运率、储能设备容量以及峰值负荷取值不同的情况下,计算发电系统的充裕度指标;研究储能设备对孤立发电系统充裕度的影响,并对产生影响的原因进行分析。结果表明,加入储能设备可改善发电系统的充裕度,提高系统的供电可靠性水平,减少风力发电机组输出功率波动对系统的影响。分析方法和结果可为储能设备在风力发电系统中的应用和储能设备容量的选择等方面提供参考。     

高占比新能源电网节点停电风险预测

现代电力系统互联互通互供有效实现了不同地区能源余缺互补,提高了新能源消纳能力,也使得电网可靠运行日益艰难。结合数据驱动方法,采用基于发电机和负荷节点间的节点连通度指标对高占比新能源电网节点进行停电风险预测,利用该指标随系统运行压力上升不断下降的特点,在系统运行压力上升但未造成节点失负荷时即可进行预警,使运行人员了解系统各负荷节点风险。该指标采用数据驱动方法,通过对历史数据回归分析、节点负荷实时量测、系统拓扑结构信息进行计算获得。有效规避了传统风险指标计算规模随系统增大急剧上升的问题,将IEEE-118节点系统改造为符合新疆地区特点的算例系统进行仿真计算,验证了所提出风险预测指标的有效性。     

风电场储能系统技术研究

本文主要介绍风电场储能系统组成部分及工作原理。根据在实时数字仿真系统RTDS环境下搭建的系统模型,研究投入储能系统前后,风电场有功功率间歇性波动和电压波动对电网的影响对比,为解决风力发电等新能源并网问题提供借鉴。     

PSAT应用于风电系统暂态稳定性研究

  目的  为了研究各风电系统的暂态稳定特性及各风电机组的低电压穿越能力,同时讨论无功补偿容量的加入对各风电系统稳定性的影响。  方法  在PSAT平台上建立了风速、换流器和风力发电机的数学模型,并利用三机九节点包含风力机组的电力系统网络模型,在三相短路故障情况下用时域仿真法对这个网络进行了仿真。  结果  获得了直驱风电系统、双馈风电系统、恒速恒频风电系统在不同母线短路故障持续时间下的电压曲线或功角曲线。  结论  得出了不同机组类型,不同扰动类型,以及不同持续时间下,各风电系统稳定性不同的结论。     

储能提升含高比例风电电力系统可靠性分析

高比例风电并网对电力系统的可靠运行带来威胁,合理利用储能装置提升电力系统的可靠性成为必要手段。文章依据电力系统实际负荷数据,采用蒙特卡罗抽样与等效电量函数法相结合的策略,分别对只含常规机组、风电并网以及储能参与高比例风电并网3个不同场景下的电力系统进行可靠性指标计算,得到不同季节可靠性指标在各个场景下的变化趋势,分析储能系统对电力系统可靠运行的积极影响。使用某省级电网风功率和机组的真实数据展开算例分析,检验所提方法的必要性和有效性。     

小型风力发电混合储能及能量管理系统

针对小型风力发电系统中风速和负载突变引起的功率波动,采用蓄电池和超级电容器组成混合储能系统进行平抑,为充分利用蓄电池和超级电容器所具有的互补性能,研究了能量管理控制策略。根据风速及负载的变化和超级电容器的荷电状态,控制混合储能装置的工作模式,使风力发电机、蓄电池和超级电容器3个能量源协调工作。为验证能量管理策略的有效性,用Matlab/Simulink进行仿真研究。仿真结果表明:风力发电机输出功率波动且负载突变时,采用混合储能能够减小功率波动对系统的冲击,使蓄电池工作在优化的充放电状态,有助于延长蓄电池使用寿命,加快储能装置响应速度,提高系统能量利用效率。