考虑频率二次跌落的风电机组频率响应控制策略

风电参与频率响应是保障高风电渗透率电力系统频率稳定性的重要方案,但风电机组的转速恢复过程可能会导致系统出现频率二次跌落（FSD）。在分析风电机组利用转子动能参与频率响应过程、FSD产生机理以及影响FSD大小主要因素的基础上,考虑风电渗透率,提出一种风电机组频率响应控制策略以减小FSD。该策略基于综合惯量控制,对风电机组的频率支撑过程和转子转速恢复过程的有功功率参考值进行分阶段设计,动态调整风电机组的输出功率来减小FSD。最后,仿真结果验证了所提策略可以在不同风电渗透率电力系统中大幅减小FSD,改善电力系统的频率响应特性。     

避免频率二次跌落的风电场一次调频功率分配方法

风电场基于下垂控制参与系统一次调频时,参数整定不当可能引发机组转速保护动作进而带来频率二次跌落问题。为此,提出了一种避免频率二次跌落的风电场一次调频功率分配方法。首先结合下垂控制的响应过程分析了转速保护动作带来频率二次跌落问题的物理机理,然后基于转速及功率约束条件提出了风电机组调频功率评估方法,进而得到风电场的调频功率评估方法和风电场一次调频功率分配方法。基于Matlab/Simulink搭建了含有风电场的仿真模型。仿真结果表明,所提方法可充分发挥风电机组的调频能力,并避免频率二次跌落问题。     

风电机组两分段下垂调频控制策略及参数整定方法

风电机组传统虚拟惯量调频存在可靠性偏低的缺陷。为此,在不额外增加调频能量需求的前提下,以桨叶动能为能量来源,提出了风电机组的两分段下垂调频策略来替代综合惯量,建立其频率解析模型并给出了参数整定方法。首先,为避免复数域模型无法应对分段调频控制分析,建立了两分段下垂调频控制的频率响应时域解析模型,并针对分段引入的非零初始条件问题,采用分部积分法合理化简时域模型,求解初始条件进而得到频率响应解析表达式。然后,基于解析表达式分析得到,两分段下垂控制能够在不额外增加调频能量的情况下具备对虚拟惯量替代的能力。进一步,提出两分段下垂调频参数的等值整定方法,并给出在线映射的应用方法。最后,仿真验证表明了所提策略及调频参数整定方法的有效性与可行性。     

二滩水电站机组一次调频试验与参数整定

一次调频功能是确保发电机组和电网安全运行的重要手段之一。为验证机组一次调频功能和技术参数，需进行机组一次调频试验，现场一般采用频率阶跃开环试验方式。文中结合现场实际，介绍了二滩水电站机组一次调频试验方法及过程，并给出了试验结论及参数优化整定结果。     

风电接入对系统频率影响及风电调频技术综述

随着电力系统中风电接入比例的不断提高,风电接入对电力系统的影响日益凸显。风电的一个典型特点是风能具有随机性和间歇性,这会导致风电本身出力的波动性,进而对电力系统的频率造成影响。本文从风电本身的波动性及风力发电设备的特殊性两方面,对已有研究进行综述,阐述风电接入对电力系统频率的影响。在此基础上,对风机参与系统调频(主要是一次调频和二次调频)的具体方法进行了综述。     

考虑系统频率安全稳定约束的风储联合频率响应控制策略

为提升风-储联合运行系统的动态频率稳定性能,针对目前调频控制策略未充分发挥风电机组频率调节能力、无法适应负荷扰动过大情况以及转子转速恢复阶段存在频率二次跌落的问题,提出一种考虑系统频率安全稳定约束的风储联合频率响应控制策略。在惯量响应阶段结合转速约束和频率指标自适应调整虚拟惯量和下垂控制系数,在转子转速恢复阶段利用负指数函数动态调整转速恢复过程中功率参考值,避免频率的二次跌落。将风电机组与储能电池结合,引入频率稳定域概念,利用储能电池扩展频率稳定域边界,进一步提升风储联合系统的抗负荷扰动能力和频率稳定性。最后对风储联合调频策略进行仿真,结果表明在不同风速和不同负荷扰动下,所提控制策略能充分发挥风电机组频率响应控制能力的同时,避免了频率二次跌落,提升了电网频率安全稳定性。     

考虑风速随机性的风电-抽水蓄能微网一次调频方法

风电主导的微电网系统惯量低,对负荷频率控制的快速性和稳定性产生负面影响。为此,提出一种考虑风速随机性的风电与抽水蓄能协同控制方法。首先,通过对风机次优功率跟踪（optimized power point tracking,OPPT）惯性控制方法在电网频率调节时受风速影响机理的分析,制定风机进行微网一次调频时的风速整定规则;然后,在获取风机参与调频整定风速区间的基础上,根据风机参与状态,设计抽水蓄能机组控制方式,并对其控制器参数进行动态调整以适应风速的不确定性,确保调频效果最佳。通过仿真分析,验证所提方法不仅能充分挖掘风机的调频潜力,而且能提高微网调频的完备性。     

基于电机二惯性特征的PID参数整定研究

基于永磁同步电机的二惯性特征对电机速度环PID控制参数的整定进行了研究,得到了固有频率为100 rad/s的系统在达到设定评价指标时的PID参数整定规律。为了简化过程,将多个变量归结为3个变量,分别是质量比x_1、频率比x_2和阻尼比x_3,并给出了基于仿真数据点的拟合公式。最后通过MATLAB验证了拟合公式在缩短参数调节时间方面的有效性。     

计及系统调频需求的风电场有功调控策略研究

随着风电并网容量的快速增加,风电功率的波动性与随机性给系统的调频控制带来的困难也更加突出。为此,提出一种计及系统调频需求的风电场有功控制策略,该策略依据分层思想,将控制系统分为风能管理层、风电场调控层和风电机组调控层,并根据风电机组、风电场运行信息和系统实时频率偏差等分为正常运行、紧急调控两种模式,一级调控、二级调控和临时故障等子模式,缩短系统频率异常时间。     

兼顾系统调频需求的分布式风电分散自治调控策略

越来越多的风力发电将分布在配电系统中,它们无法像常规电源一样由输电网调度中心集中调度和控制,通常需要采用分散自治的调控方式。然而,风电机组完全不顾输电系统的运行需求充分自治,会在某些方式下导致系统运行状态恶化。因此,需要研究风电机组新型调控策略,使充分自治转变成能够兼顾系统某些特殊运行需求的有限自治,配合系统渡过难关。针对此问题,提出了能够兼顾系统调频需求的分布式风电机组分散自治调控策略,该策略根据风电机组运行信息和系统频率将风电机组调控区划分为并网控制区、正常调控区、异常调控区、紧急调控区和脱网控制区五类,并给出了异常调控、紧急调控和故障调控三种新的调控模式。算例表明:风电机组能够较好地根据系统调频需求,在最大可用输出功率范围内调整自身输出功率,一定程度上给予系统积极的支持。     

计及系统调频需求的风电场有功调控策略

风电功率的波动性使得风电场既对系统频率缺乏支撑作用,又可能对系统频率产生污染。因此从考虑系统调频需求的角度出发,根据风电场运行信息和系统实时频率偏差等信息对风电场运行模式进行划分,并针对不同调控模式计算相应调控量,调整风电场功率输出,参与系统调频。算例分析表明,采用本文调控策略,风电场能够较好地参与系统频率调整,缩短频率异常时间。     

考虑分组控制和有序恢复的风电调频策略

针对高风电渗透水平下运行的电力系统,提出一种考虑分组控制和错位恢复的风电调频策略。首先,基于风力发电机在该策略不同控制参数设置下的运行特性,将风力发电机分组,为后续错位转速恢复减轻频率二次冲击奠定基础。在发生频率跌落时,令各组风力发电机均提升有功功率至转矩保护限制下的最大值来抑制频率跌落。考虑调频时基于转子转速或可释放转动惯量调节的控制策略与系统频率解耦,通过补充频率过调抑制系数对风力发电机参考功率进行修正。仿真结果表明,所提策略通过让风力发电机分组错位启动转速恢复和以"先抑后扬"的功率调节方式来收敛回到最大功率运行点,能有效平滑风力发电机调频状态切换时的过渡过程,并使转速恢复不至于过慢。同时,频率过调抑制系数的引入增强了被触发后与系统频率解耦的调频控制对不同程度扰动的适应性。     

考虑多振荡模式的多频段电力系统稳定器参数整定方法

安装电力系统稳定器是增强电网小干扰稳定性的有效手段。相较于传统单频段电力系统稳定器,多频段电力系统稳定器具有更多的频段支路与更高的控制自由度,可更好地抑制频率较低的振荡模式,但其整定流程与方法未见广泛研究。文中提出了一个基于多输入多输出系统频域裕度指标的多频段电力系统稳定器参数整定方法,该方法在性能指标中考虑了多个弱阻尼振荡模式,同时调整了多个多频段电力系统稳定器的幅频特性与相频特性,使它们在提供合适相位补偿量的同时最大化系统稳定裕度,且能保证各机组励磁模式稳定。所提方法的有效性通过云南电网算例得到了验证。     

考虑风功率预测的含风电电力系统调峰能力分析

针对大规模并网风电的随机性、波动性会给电力系统调峰带来很大影响,从风电功率对负荷特性和系统调峰需求影响两方面入手,分析风电并网对电力系统调峰能力的影响,比对各种电源的调峰能力,综合考虑线损率、联络线调节能力等因素,提出计及风功率预测的系统调峰容量计算模型。以某一典型区域电网为例进行了含风电电力系统调峰能力的分析,以期为大规模风电规划决策与运行提供参考。     

考虑运行可靠性的电力系统辅助调频控制

高渗透率可再生能源并网对电力系统调频提出了更高的要求.针对系统遭受较大的功率扰动时传统一、二次调频能力不足的问题,有必要利用运行可靠性提前释放系统对抗大功率扰动的能力.设计了基于期望缺供电量(EENS)这一运行可靠性指标的比例-积分(PI)控制环节,实现常规发电机组常态运行时有功出力的预防性调节.该PI控制环节以系统E...     

考虑风电及可中断负荷一次调频能力的日前调度模型

大规模风电并网使得系统的随机性和波动性进一步增强,传统仅由常规机组参与一次调频的控制方式将使得系统频率可能无法满足安全要求.因此,本文在此基础上考虑大规模风电和需求侧可中断负荷同时参与系统一次调频,建立了稳态-暂态协调优化的日前调度模型.本文选取新英格兰10机39节点系统作为算例,重点分析了风电是否参与一次调频和可中断负荷容量大小对系统机组组合结果及调频效益的影响,研究表明大规模风电及需求侧可中断负荷的参与将使得系统频率安全得到进一步提升.     

计及谐波频率特征的含风电配电网充分式电流幅值差动保护

风电接入配电网给传统的配电网保护方案带来挑战。考虑到配电网结构的改变和通信条件的相对落后,提取了绝大多数故障电流幅值的普遍特征,提出充分式电流幅值差动保护思想。以双馈式感应风力发电机为风电接入配电网的代表形式,分析其在低电压穿越控制方式下的短路电流谐波频率特性;提出频谱指标的概念表示谐波分量的占比大小,衡量故障时风机侧与大系统侧电流谐波频率特征的差异,基于此提出计及频谱指标的充分式电流幅值差动保护判据,对充分式保护方案进行补充。改进的保护方案更加充分地利用故障电流幅值和谐波频率信息,提高了保护的灵敏性和可靠性。最后,基于MATLAB/Simulink进行仿真,验证了该保护方案的合理性。