半月刊

ISSN 1000-1026

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  • 适应大规模可再生能源接入的智能电网频率控制
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    • 适应大规模可再生能源接入的智能电网频率控制特约主编寄语

      2018, 42(8):1-1. DOI: 10.7500/AEPS20180318006

      摘要 (2220) HTML (0) PDF 993.53 K (1687) 评论 (0) 收藏

      摘要:

    • 大规模可再生能源接入背景下自动发电控制研究现状与展望

      2018, 42(8):2-15. DOI: 10.7500/AEPS20171025015

      摘要 (3532) HTML (0) PDF 1.76 M (2569) 评论 (0) 收藏

      摘要: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、有效性及控制策略等多个角度,综述了新型调频资源参与自动发电控制的关键问题和研究动态。归纳并讨论了几类先进控制技术应用于自动发电控制中的研究现状和应用前景。最后,对大规模可再生能源接入条件下自动发电控制的研究挑战和方向进行了总结和展望。

    • 大功率缺失下主动频率响应控制初探

      2018, 42(8):22-30. DOI: 10.7500/AEPS20170930010

      摘要 (2574) HTML (0) PDF 1.46 M (2071) 评论 (0) 收藏

      摘要: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,转变为依据故障处参量的集中事件(或参量)前馈主动控制,通过各类手段间的优化协调充分发挥已有设备的控制效能,提高系统频率稳定控制能力。仿真分析表明,所提出的想法和控制思路达到了预期效果,可为多类控制主体参与频率响应控制提供参考。

    • 考虑火电机组深度快速变负荷能力的频率控制

      2018, 42(8):51-56. DOI: 10.7500/AEPS20170601009

      摘要 (1738) HTML (0) PDF 1.66 M (1550) 评论 (0) 收藏

      摘要: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中的方法,该方法基于含风电电力系统的频率分析模型,首先在预测层面根据风电功率超短期预测的结果以及机组深度快速变负荷的经济性和安全性条件判断,合理制定火电机组深度快速变负荷状态的开关计划,然后利用所制定的开关计划进行实时风电功率激励下的系统频率控制,所提策略与传统自动发电控制策略紧密结合,工程上易实现。将所提方法应用于IEEE 10机39节点系统,仿真结果表明,所提方法能够有效提高含风电电力系统的频率控制能力,适用于高风电渗透率的互联电网。

    • 含虚拟惯量的电力系统频率响应特性定量分析方法

      2018, 42(8):31-38. DOI: 10.7500/AEPS20170605010

      摘要 (2313) HTML (0) PDF 1.65 M (2407) 评论 (0) 收藏

      摘要: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,提出以系统相位扰动到频率输出的闭环传递函数(或传递函数矩阵)的H2与H∞范数作为描述系统频率响应特性的指标,从而定量刻画虚拟惯量的加入对系统频率的扰动抑制能力的影响。在此基础上,分析了同步发电机和虚拟同步机的频率响应特性,并进一步结合频率响应的时域波形验证该指标的有效性。

    • 考虑储能电池参与二次调频的综合控制策略

      2018, 42(8):74-82. DOI: 10.7500/AEPS20171011007

      摘要 (2169) HTML (0) PDF 3.76 M (1793) 评论 (0) 收藏

      摘要: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次调频备用容量状态,得到电网调频需求和运行状态限制,兼顾储能调频能力及SOC自恢复需求,确定储能在不同区间上的出力目标和动作深度,实现储能和常规机组参与二次调频互补协调运行。在MATLAB/Simulink中构建储能参与二次调频两种典型场景,对所提控制策略进行仿真验证。结果表明,所提控制策略在改善调频效果和储能SOC维持效果以及提高常规机组利用率等方面具有优势。

    • 含风电的交直流互联电网AGC两级分层模型预测控制

      2018, 42(8):45-50. DOI: 10.7500/AEPS20170908006

      摘要 (2056) HTML (0) PDF 1.63 M (1442) 评论 (0) 收藏

      摘要: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:与集中式模型预测控制和分散式模型预测控制方法相比,文中所提控制策略不仅对频率和联络线功率等具有良好的控制效果,还兼具高可靠性。

    • 超速风电机组的改进频率控制方法

      2018, 42(8):39-44. DOI: 10.7500/AEPS20171010003

      摘要 (1963) HTML (0) PDF 2.31 M (1415) 评论 (0) 收藏

      摘要: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变化率,超速减载功率用于系统一次调频,提出了考虑风电机组运行状态的频率控制器参数整定方法。仿真结果表明,提出的控制方法能够充分利用风电机组的旋转动能和减载功率提升系统频率控制效果,同时防止风电机组过度响应,有利于风电机组安全运行。

    • 适应辅助服务市场化的自动发电控制调频容量实时计算方法

      2018, 42(8):16-21. DOI: 10.7500/AEPS20170508010

      摘要 (2070) HTML (0) PDF 1.33 M (1807) 评论 (0) 收藏

      摘要: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行情况相吻合,结果验证了该方法的有效性。

    • 分布式电池储能系统参与自动发电控制的协调控制方法

      2018, 42(8):66-73. DOI: 10.7500/AEPS20170512012

      摘要 (1966) HTML (0) PDF 2.19 M (1469) 评论 (0) 收藏

      摘要: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,实现了控制目标在BESS集群内的实时最优分配;最后在仿真中对比了BESS聚合器的多种SOC控制方法以及BESS的多种协调控制方法,验证了所提出方法的有效性。

    • 考虑风速分区的风-储系统短期频率响应协同控制策略

      2018, 42(8):57-65. DOI: 10.7500/AEPS20170925001

      摘要 (1988) HTML (0) PDF 4.72 M (1566) 评论 (0) 收藏

      摘要: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组运行特性将风速分区,并针对各风速区间构建了适应该区间转速-功率特点的风-储系统运行策略,使风-储系统具备能适应多种风况的短期频率响应能力。仿真结果表明:文中所提出的风-储系统协同运行控制策略能有效提升风-储系统的惯性以及短期频率响应能力,不仅能使风-储系统的短期频率响应能力适应多种风况,还可避免风电机组退出调频造成的频率二次跌落问题,同时改善了高风电渗透率电力系统的频率稳定性。