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风电集群接入柔直互联多区域协同调频策略

全球能源互联网 2019年第1期2卷 53-61页

作者：崔阳张扬帆王晓声刘京波吴林林乔颖国网冀北电力有限公司电力科学研究院北京市西城区100045 电力系统及发电设备控制和仿真国家重点实验室(清华大学电机系) 北京市海淀区100084

由于柔直电网"隔离"了频率信号,互联多区域协同调频问题亟待研究。现有研究大多利用换流站的下垂控制以及直流电压偏差实现频率信号的传递,但忽略了风电集群接入后由风电功率正常波动引起的直流电压偏差干扰,可能导致风电集群在无需调... 详细信息

由于柔直电网"隔离"了频率信号,互联多区域协同调频问题亟待研究。现有研究大多利用换流站的下垂控制以及直流电压偏差实现频率信号的传递,但忽略了风电集群接入后由风电功率正常波动引起的直流电压偏差干扰,可能导致风电集群在无需调频时频繁地调整出力。对此,提出了基于直流电压偏差及其特征量的多区域协同调频策略,分别针对电网频率偏移和风电功率波动两种场景提取直流电压偏差特征量,包含电压变化量、电压变化率和滤波后的电压分量幅值3个特征,并基于二者的差异设置换流站启动下垂控制的判据。仿真结果验证了所提方法的有效性。

关键词：柔性直流输电多区域互联协同调频直流电压偏差下垂控制

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双馈风电机组的转速保护及协同调频研究

双馈风电机组的转速保护及协同调频研究

作者：郑金鑫山东大学

学位级别：硕士

风电在当代能源替代过程中扮演着重要的角色,近年来我国的风力发电技术获得了高速的发展。然而,以双馈风机为主的风电场由于通过电力电子装置接入电网,其转子转速与电网频率解耦,因而不具备与同步发电机类似的调频能力,其大规模的并网... 详细信息

风电在当代能源替代过程中扮演着重要的角色,近年来我国的风力发电技术获得了高速的发展。然而,以双馈风机为主的风电场由于通过电力电子装置接入电网,其转子转速与电网频率解耦,因而不具备与同步发电机类似的调频能力,其大规模的并网势必会对系统的频率稳定与安全带来新的挑战。因此,研究风机的调频技术和调频能力是电网发展的必然要求。基于转子动能控制的惯量调频策略可以使双馈风机具备一定的调频能力,然而由于转子动能有限,当风机的转速下降到某一限值时必须退出调频,这一过程极易引发系统频率的二次跌落,削弱风机惯量调频的控制效果,因此有必要对风机调频的转速保护策略进行研究,以减缓系统频率的二次跌落。另外,由于采用了电力电子装置,风机的调频特性和调频形式与传统同步机的不同,风电调频的加入会对原有的火电一次调频带来新的冲击,随着风电装机容量的扩大,这种影响势必会更加显著,因此有必要进一步开展风电和火电之间协同调频技术的研究。本文以实现更好的总体频率响应效果为目标,在分析双馈风机调频特性的基础上,对风机惯量调频的转速保护以及协同调频方案进行研究。首先,本文对风电参与调频以及协同调频的国内外研究现状做了总结,文中将没有备用容量的风机调频策略统称为惯量调频,将留有备用容量的风机调频策略统称为一次调频。紧接着,本文介绍了风机惯量调频和一次调频的基本原理,并在简化的频率响应模型基础上推导了阶跃扰动和斜坡扰动场景下系统频率的动态表达式,为之后分析双馈风机的调频特性以及频率响应指标的计算奠定了数学基础。然后,本文选取了 5种典型的惯量调频形式进行研究,仿真观察控制参数的变化对频率响应指标的影响,归纳出双馈风机的惯量调频具有反应速度快、调频控制形式比较自由等特点,并通过对比分析总结出比较适宜的风机惯量调频形式应该具有的特征。另外,在超速控制和变桨距角控制模式下对风机的一次调频特性进行了仿真分析,由于获得了备用容量,风机一次调频可以像同步机那样进行长期的频率支撑,但减载控制也降低了风电场的发电效益。再者,针对风机惯量调频引发的频率二次跌落问题,本文提出了改进的转速保护与改进的转速恢复设计算法,其中改进转速保护设计使风机在调频过程中能自动地稳定运行到机械功率曲线上的某一点,避免了直接退出造成的功率突降;而改进转速恢复设计能使风机缓慢地恢复到原来的最大功率跟踪模式,保证风电场的发电效益。最后,本文分析了风机惯量调频对火电一次调频的影响,提出了协同调频的两个目标:加快同步机调频的初始反应速度、减缓频率二次跌落;并在有通信和无通信两种情况下给出了风电和火电的协同调频方案。多种场景下的仿真结果表明,该方案能充分利用风电和火电各自的调频优势,显著提高总体的频率响应效果。

关键词：双馈风机惯量调频二次跌落转速保护协同调频

含大规模风电的高压直流送端系统多源协同调频策略

同方学位论文库评论

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电力自动化设备 2020年第10期40卷 56-63页

作者：艾青刘天琪印月江琴陶艳四川大学电气工程学院四川成都610065 湖北民族大学信息工程学院湖北恩施445000

针对含大规模风电的高压直流送端系统异步联网情况下频率易越限问题,提出了一种基于预测模型的多源协同调频策略。分析风电渗透率及高压直流外送功率占比对频率调整的影响,对不同扰动下各种调频措施的协调配合进行探讨。在长时间尺度上... 详细信息

针对含大规模风电的高压直流送端系统异步联网情况下频率易越限问题,提出了一种基于预测模型的多源协同调频策略。分析风电渗透率及高压直流外送功率占比对频率调整的影响,对不同扰动下各种调频措施的协调配合进行探讨。在长时间尺度上考虑高压直流输电的区域控制偏差约束,优化设置风电机组和火电机组的旋转备用容量;在短时间尺度上考虑电力电子器件的快速可控性,动态调整风电机组及高压直流输电的协同调频参数,使系统频率运行在合理水平。将预测模型得到的频率偏差根据大小进行分区,对不同区域采用不同的调频策略,保证送端系统的旋转备用容量合理及频率动态响应指标合规。基于PSCAD/EMTDC平台搭建含风电高压直流送端系统模型,仿真结果验证了所提策略的有效性及准确性。

关键词：高压直流输电风电渗透率旋转备用协同调频预测模型功频特性

面向新型电力系统的变速抽蓄电站调频策略研究

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智慧电力 2023年第3期51卷 104-110页

作者：陈雨潇龚锦霞赵文彬章广清朱瑞上海电力大学电气工程学院上海200090

针对变速抽蓄机组调频能力的高效利用问题,提出一种考虑混合抽蓄调频容量的协同调频策略研究。首先,以变分模态分解的调频信号高、低频分量作为混合抽蓄的初始调频参考;其次,利用2种抽蓄机组调频容量的差异对混合抽蓄的调频功率进行修正... 详细信息

针对变速抽蓄机组调频能力的高效利用问题,提出一种考虑混合抽蓄调频容量的协同调频策略研究。首先,以变分模态分解的调频信号高、低频分量作为混合抽蓄的初始调频参考;其次,利用2种抽蓄机组调频容量的差异对混合抽蓄的调频功率进行修正;最后,依据变速抽蓄机组转差率与调频容量关系,分配变速抽蓄机组之间的调频功率,实现混合抽蓄的有序调频。仿真结果表明了所提的变速抽蓄电站调频可以有效提高抽蓄电厂的调频响应速度。

关键词：交流励磁抽水蓄能实时功率分配策略变分模态分解协同调频