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计及典型控制的风电场调频能力量化评估及影响因素分析

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电力系统自动化 2024年第8期48卷 42-52页

作者：阮益闽宗启航姚伟周泓宇张鑫灏文劲宇强电磁工程与新技术国家重点实验室(华中科技大学) 湖北省武汉市430074

为尽可能充分利用风电场支撑功率,避免资源浪费,有必要量化评估风电场的调频能力。然而,风电场调频能力缺乏定义且难以评估,运行参数及边界约束对支撑能力的影响机理不明。为此,定义了多时间尺度、多能量形式、多评估层次的指标,从而精... 详细信息

为尽可能充分利用风电场支撑功率,避免资源浪费,有必要量化评估风电场的调频能力。然而,风电场调频能力缺乏定义且难以评估,运行参数及边界约束对支撑能力的影响机理不明。为此,定义了多时间尺度、多能量形式、多评估层次的指标,从而精准量化评估调频能力。基于所提评估指标,通过分析风电场运行参数对调频能力的作用机理,揭示了转速是低风速和低减载工况下的主要影响因素,而载荷与容量是高风速和高减载工况下的主要影响因素等结论。进一步,提出了基于非线性规划模型的方法对评估指标进行精确计算。最后,对四机两区域系统中下垂和减载控制下的单机聚合风电场进行了算例分析,验证了所提评估指标的合理性和评估方法的准确性,以及关键影响因素分析结论的正确性。

关键词：风电场调频能力下垂控制超速减载量化评估方法影响因素分析

基于状态空间映射的模型不完备风电场调频能力在线评估方法

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中国电机工程学报 2023年第3期43卷 927-938页

作者：王中冠刘嘉琛郭力臧晓笛庞家猛任一飞张宇轩天津大学电气自动化与信息工程学院天津市南开区300072 中车株洲电力机车研究所有限公司湖南省省株洲市412001

为了保证风电机组的转速安全,在风电场参与调频前,需要首先评估风电场的最大调频能力。由于风电场风机数量众多、动态特性复杂,传统基于模型分析评估风电场调频能力的方法难以实现解析求解,且验证依赖模型的完整度和精确性。提出一种数... 详细信息

为了保证风电机组的转速安全,在风电场参与调频前,需要首先评估风电场的最大调频能力。由于风电场风机数量众多、动态特性复杂,传统基于模型分析评估风电场调频能力的方法难以实现解析求解,且验证依赖模型的完整度和精确性。提出一种数据驱动的风电场调频能力模型评估在线方法,通过利用状态空间映射将原本复杂的非线性模型转化为高维空间中的线性模型。该方法综合数据驱动和模型分析方法,可以直接利用风电场真实运行数据进行离线训练,训练数据无需覆盖调频极限场景,即可构建全局线性模型,从而在线精准评估风电场极限调频能力。算例结果证明,该文方法相对于传统风电场调频能力评估方法具有能够快速在线解析求解、不依赖模型精度、训练数据易获取的性能优势。

关键词：风电场调频能力数据驱动状态空间映射 Koopman方法

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考虑风电不确定性的风储调频能力

高电压技术 2022年第6期48卷 2128-2139页

作者：陈长青李欣然谭庄熙湖南大学电气工程学院长沙410082 湖南城市学院智慧城市能源感知与边缘计算省重点实验室益阳413000 湖南科技大学信息与电气工程学院湘潭411100

基于双馈感应风力发电机在持续调频动态过程中,调频能力因风速波动或风电预测误差,而具有不确定性。首先,提出一种基于风电预测的储能模型预测控制策略,该策略根据未来一个预测周期内风速的波动情况,提前修正当前时刻充放电行为,以便能... 详细信息

基于双馈感应风力发电机在持续调频动态过程中,调频能力因风速波动或风电预测误差,而具有不确定性。首先,提出一种基于风电预测的储能模型预测控制策略,该策略根据未来一个预测周期内风速的波动情况,提前修正当前时刻充放电行为,以便能改善风电预测周期内风速不确定性对调频能力的影响,并将其转换成二次规划问题进行求解。其次,考虑到储能容量限制,提出一种随风速变化的储能动态荷电状态双层优化模型。在该模型外层,设计一种随风速变化而自动调整动态荷电状态初始值的优化函数,进而优化不同风速波动情况下的风储系统调频能力。在模型内层,构建储能充放电速度模型,旨在避免持续调频过程中过充过放对储能寿命的损耗。仿真结果表明:该策略和动态动态荷电状态优化模型能有效改善风速随机性和预测误差对风电调频能力的影响,提高风储系统频率运行稳定性。

关键词：不确定性风储系统调频能力模型预测控制动态荷电状态双馈感应风力发电机

660 MW水热电联产超临界机组综合蓄能一次调频能力研究及应用

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中国电力 2020年第1期53卷 177-184页

作者：陈顺青闫建平张玉胜河北国华沧东发电有限责任公司

利用某660 MW水热电联产超临界机组热平衡图等设计参数,分别对该机组凝结水节流、热网抽汽节流一次调频能力进行定量分析的理论研究,得出100%、75%、50%THA工况下各节流变化对应机组功率变化的理论增益、规律。在安全控制范围内,对该机... 详细信息

利用某660 MW水热电联产超临界机组热平衡图等设计参数,分别对该机组凝结水节流、热网抽汽节流一次调频能力进行定量分析的理论研究,得出100%、75%、50%THA工况下各节流变化对应机组功率变化的理论增益、规律。在安全控制范围内,对该机组进行综合蓄能一次调频能力试验研究,得出350 MW、450 MW、600 MW工况下各节流变化对应机组功率变化的实际增益、规律以及综合蓄能一次调频实际能力。结合试验研究,在机组原一次调频控制逻辑的基础上开发设计了适用于该机组一次调频的综合蓄能调频控制模块,模拟应用效果良好,一次调频能力能够满足相关要求,间接提高了机组的经济性。

关键词：水热电联产超临界机组综合蓄能调频能力理论研究试验研究应用

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电网一次调频能力的在线估计

中国电机工程学报 2004年第3期24卷 72-76页

作者：于达仁郭钰锋哈尔滨工业大学能源科学与工程学院黑龙江哈尔滨150001

用于评价电网运行性能的指标很多,例如 A1、A2 和ACE,以及北美电网推出的新的控制性能评价标准 CPS1、CPS2 等,但是这些指标均是衡量电网总体运行性能的标准,不能用来评价电网在发生突发性事故时的快速调节能力。该文定义了电网的一次... 详细信息

用于评价电网运行性能的指标很多,例如 A1、A2 和ACE,以及北美电网推出的新的控制性能评价标准 CPS1、CPS2 等,但是这些指标均是衡量电网总体运行性能的标准,不能用来评价电网在发生突发性事故时的快速调节能力。该文定义了电网的一次调频能力(PFCA)。并由定义结合方差分析得到了电网一次调频能力在静态及动态情况下的数学表达式,给出了可实际应用的计算方法,并讨论了计算过程中的参数误差对结果的影响。

关键词：电网电力系统调频能力在线估计运行性能

基于转子动能控制的DFIG调频能力分析与调频方案

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电力科学与技术学报 2020年第3期35卷 141-147页

作者：张旭查效兵岳帅华北电力大学电气与电子工程学院北京102206

电力系统中风电渗透率不断提高,弃风现象却越来越严重,风电缺乏火电和水电的调峰调频能力是制约风电利用效率的主要原因之一。在此背景下,首先分析风机矢量控制和转子动能控制策略原理、转子动能控制策略的作用过程;并基于风机运行区域... 详细信息

电力系统中风电渗透率不断提高,弃风现象却越来越严重,风电缺乏火电和水电的调峰调频能力是制约风电利用效率的主要原因之一。在此背景下,首先分析风机矢量控制和转子动能控制策略原理、转子动能控制策略的作用过程;并基于风机运行区域和转子动能控制适用范围的分析,提出一种与DFIG调频控制能力相适应的调频方案。该方案能够根据风机运行状况,合理控制DFIG参与系统调频。同时根据风速调整控制参数,能够在不增加额外投资的条件下有效地发挥风电的调频能力,避免了风机过度调频带来的危害,提高了风电运行的效益。仿真表明该方案能够充分发挥DFIG自身的调频能力。

关键词：频率调整转子动能控制双馈风力发电机运行区域调频能力

锅炉储能变化对机组调频能力影响关系建模与仿真研究

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锅炉技术 2022年第1期53卷 26-31页

作者：于国强崔晓波殳建军高爱民张天海杨小龙江苏方天电力技术有限公司江苏南京211102 南京工程学院能源与动力工程学院江苏南京211167

针对目前缺乏大容量机组综合调频能力动态特性建模研究的现状,结合大容量超超临界机组锅炉动态模型与双过调汽轮机动态模型,建立了一种锅炉储能变化对机组调频能力影响关系模型,采用粒子群算法将现场数据用于模型参数求解,最后通过模型... 详细信息

针对目前缺乏大容量机组综合调频能力动态特性建模研究的现状,结合大容量超超临界机组锅炉动态模型与双过调汽轮机动态模型,建立了一种锅炉储能变化对机组调频能力影响关系模型,采用粒子群算法将现场数据用于模型参数求解,最后通过模型计算值与现场实测值进行对比,验证了模型的计算精度,通过调频能力的仿真曲线对比分析了所建模型的合理性。结果表明:该模型既可准确体现锅炉的"慢"动态又可准确反映汽轮机的"快"动态,锅炉与汽轮机之间的动态耦合特性关系更加贴近现场实际。基于该模型可同时开展机组自动发电控制(AGC)与一次调频研究以及调频能力的分析与计算,为大容量机组开展综合调频研究提供了理论基础。

关键词：超超临界动态模型调频能力粒子群

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运行控制对水锤效应及调频能力的影响

水电能源科学 2020年第9期38卷 179-183页

作者：祁伟沈勇苏海鹏梁超刘英培新疆新能集团有限责任公司乌鲁木齐电力建设调试所新疆乌鲁木齐830001 国网新疆电力有限公司电力科学研究院新疆乌鲁木齐830001 华北电力大学电气与电子工程学院河北保定071003

为了研究运行控制参数对水电机组水锤效应和调频能力的影响,首先以实际机组为例,研究了运行状态和控制参数对水锤效应的影响;然后通过仿真分析得到了可减弱水锤效应的控制参数调整方法;最后研究了减弱水锤效应对水电机组的调频能力的影... 详细信息

为了研究运行控制参数对水电机组水锤效应和调频能力的影响,首先以实际机组为例,研究了运行状态和控制参数对水锤效应的影响;然后通过仿真分析得到了可减弱水锤效应的控制参数调整方法;最后研究了减弱水锤效应对水电机组的调频能力的影响。结果表明,水轮机反调峰效应对暂态频率影响较弱,远小于旋转惯量造成的影响。减小水锤效应虽短时有利机组调频,但会造成调速系统性能降低,总体上不利于电网的频率控制。

关键词：水锤效应调频能力调速系统控制参数

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CCS参与的火电机组一次调频能力试验研究

中国电力 2005年第3期38卷 74-77页

作者：尹峰浙江省电力试验研究所浙江杭州310014

火电机组投入机炉协调方式运行后,数字电液控制系统(D EH)内部实现的一次调频功能被机组的协调控制系统(CCS)作为系统内扰很快克服,在电网发生事故,系统频率持续偏离时,无法达到电力系统一次调频的目的。提出利用CCS与DEH侧一次调频回... 详细信息

火电机组投入机炉协调方式运行后,数字电液控制系统(D EH)内部实现的一次调频功能被机组的协调控制系统(CCS)作为系统内扰很快克服,在电网发生事故,系统频率持续偏离时,无法达到电力系统一次调频的目的。提出利用CCS与DEH侧一次调频回路在调节特性与作用时序上的互补性,实现快速持久的一次调频。采用选取典型机组进行对比试验的方法,实施并完善了新的一次调频方案,验证了该方案使一次调频功能在保持快速性的同时,能在电网频率偏离的情况下持续作用,并使一次调频的能力得到加强。通过对典型机组现场试验的结果分析,确认新方案下机组的调节品质可满足运行的安全性要求。

关键词：火电机组一次调频协调控制系统调频能力