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周期通信对储能系统参与电网调频的影响分析

电力系统保护与控制 2020年第1期48卷 41-47页

作者：郄朝辉黄慧李威苏大威胡阳邹燕周挺南瑞集团有限公司(国网电力科学研究院有限公司) 江苏南京211106 江苏省电力有限公司江苏南京210024

随着新能源并网功率逐步增加,跨区直流替换传统机组,电网调节能力不断下降。储能系统双向功率快速控制的优势,为电网频率控制提供了更多手段。根据储能系统和电网设备间大量使用周期通信方式的现状,定量计算了可能引发电网频率振荡的通... 详细信息

随着新能源并网功率逐步增加,跨区直流替换传统机组,电网调节能力不断下降。储能系统双向功率快速控制的优势,为电网频率控制提供了更多手段。根据储能系统和电网设备间大量使用周期通信方式的现状,定量计算了可能引发电网频率振荡的通信周期范围。通过分析目前运行的园区电网频率振荡过程,得出是由周期通信定值设置不合理引发频率振荡的结论。通过实际降低周期值,未发生类似现象。根据该电网和储能实际参数,建立了包含储能系统周期通信及功率控制的电网仿真系统。仿真系统频率响应过程与实际电网频率振荡周期、幅值一致。对不同的低通信周期情况进行了仿真,系统扰动后未出现频率振荡过程,验证了定量计算结果的正确性,也支撑了电网实际修改周期定值的有效性。

关键词：周期通信储能电网调频频率振荡

考虑频率稳定的电力电子电源频率控制参数优化方法

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电网技术 2023年第5期47卷 1751-1761页

作者：王宝财孙华东李文锋张健赵兵电网安全与节能国家重点实验室(中国电力科学研究院有限公司) 北京市海淀区100192 国网智能电网研究院有限公司北京市昌平区102209

针对仅考虑大扰动频率指标的电力电子电源频率控制可能引发频率振荡的问题,提出同时考虑频率指标改善和频率振荡抑制2个方面的电力电子电源频率控制参数优化方法。首先,基于低阶频率模型分析了电压源型惯量控制和频率下垂控制对系统频... 详细信息

针对仅考虑大扰动频率指标的电力电子电源频率控制可能引发频率振荡的问题,提出同时考虑频率指标改善和频率振荡抑制2个方面的电力电子电源频率控制参数优化方法。首先,基于低阶频率模型分析了电压源型惯量控制和频率下垂控制对系统频率稳定的影响。在此基础上,研究了带延时环节的电流源型惯量控制响应特性,在抑制频率振荡方面,给出了可抑制频率振荡的惯量控制参数取值范围计算方法,避免惯量控制可能带来的振荡风险;在改善频率指标方面,电流源型惯量控制存在最优投入时间使扰动下频率最大偏差最小,同时给出了最优延时解析计算方法并分析了最优延时与系统调频参数的关系,实现了利用电力电子控制灵活性改善不同频率指标的目的。仿真算例验证了相关结论的正确性和所提方法的有效性,为电力电子电源惯量控制参数选取提供了理论依据。

关键词：频率稳定频率最大偏差频率振荡惯量控制最优延时

基于系统暂态能量函数及直流灵敏度排序的多直流调制协调策略

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中国电机工程学报 2018年第21期38卷 6295-6304页

作者：刘程卓王渝红王彪李建王媛陈阳四川大学电气信息学院四川省成都市610065 国网四川省电力公司四川省成都市610041

超低频振荡是异步联网后送端电网出现的频率稳定新问题。水电机组提供负阻尼是超低频振荡产生的直接原因,而直流调制是抑制系统频率振荡的有效手段。该文根据暂态能量函数,计及直流调制量限制,从能量的角度分析直流调制抑制系统振荡的条... 详细信息

超低频振荡是异步联网后送端电网出现的频率稳定新问题。水电机组提供负阻尼是超低频振荡产生的直接原因,而直流调制是抑制系统频率振荡的有效手段。该文根据暂态能量函数,计及直流调制量限制,从能量的角度分析直流调制抑制系统振荡的条件;并定义机组能量参与权重,推导实际系统中某一振荡模式下暂态振荡能量的计算公式;然后基于子空间模型辨识的方法,计算模式可控矩阵,由直流调制灵敏度形成直流调制顺序表;最后由系统暂态振荡能量及直流调制顺序表,确定参与调制的直流,以此对系统进行状态空间辨识,并结合一种新的改进粒子群算法（particleswarm optimization,PSO）,对参与调制的直流参数进行优化,实现对系统频率振荡的有效抑制。

关键词：直流调制频率振荡暂态能量函数调制灵敏度子空间模型辨识改进粒子群优化算法

基于类噪声量测数据的自动发电控制振荡模式辨识方法

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电力系统自动化 2022年第23期46卷 76-82页

作者：李凯斌陈磊闵勇侯凯元沈毅王克非清华大学电机工程与应用电子技术系北京市100084 国家电网有限公司东北分部辽宁省沈阳市110180

实际电网中发生过多次自动发电控制(AGC)振荡,给电力系统安全稳定运行带来不利影响。为对AGC振荡进行预警、预防,利用系统正常运行时的类噪声量测数据,提出了一种AGC振荡模式辨识方法。该方法利用随机子空间法得到系统模式辨识结果,根据... 详细信息

实际电网中发生过多次自动发电控制(AGC)振荡,给电力系统安全稳定运行带来不利影响。为对AGC振荡进行预警、预防,利用系统正常运行时的类噪声量测数据,提出了一种AGC振荡模式辨识方法。该方法利用随机子空间法得到系统模式辨识结果,根据AGC振荡具有振荡频率低、全网频率同调振荡的特点,剔除非AGC振荡模式,并利用聚类算法得到比较可靠且辨识误差较小的AGC振荡模式。通过仿真算例和实际系统,对所提AGC振荡模式辨识算法进行验证。结果表明,所提算法能利用类噪声数据辨识出AGC振荡模式,并且具有一定的识别精度,可用于AGC振荡的风险评估。

关键词：自动发电控制频率振荡模式辨识类噪声数据随机子空间法

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自动发电控制振荡中元件与控制环节的阻尼特性分析

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电力系统自动化 2022年第4期46卷 170-179页

作者：李凯斌陈磊何廷一李胜男郭成黄伟清华大学电机工程与应用电子技术系北京市100084 电力系统及大型发电设备安全控制和仿真国家重点实验室清华大学北京市100084 云南电网有限责任公司电力科学研究院云南省昆明市650217 云南电力调度控制中心云南省昆明市650011

电力系统中的有功频率控制过程包含一次调频环节和自动发电控制(AGC)环节,频率振荡中与AGC环节强相关的振荡被称为AGC振荡。为研究不同的有功频率控制过程对于AGC振荡的阻尼贡献,将阻尼转矩法应用到AGC振荡分析中,提出AGC振荡中的机械... 详细信息

电力系统中的有功频率控制过程包含一次调频环节和自动发电控制(AGC)环节,频率振荡中与AGC环节强相关的振荡被称为AGC振荡。为研究不同的有功频率控制过程对于AGC振荡的阻尼贡献,将阻尼转矩法应用到AGC振荡分析中,提出AGC振荡中的机械功率阻尼转矩系数的计算方法,在单机单负荷系统中阻尼转矩系数可通过传统的将特征值代入传递函数的方式得到,但传统方法在多区多机系统中不适用。为此,提出了利用模态计算阻尼转矩系数的方法,推导了阻尼转矩系数与AGC模式稳定性的关系。结果表明,阻尼转矩系数为正时,机械功率为系统提供正阻尼,相反则提供负阻尼,且验证了阻尼转矩法在AGC振荡中的适用性。将阻尼转矩系数分解到各有功频率调节过程中,结果显示在AGC振荡中,由于AGC环节的相位滞后较大,而一次调频环节的相位滞后较小,故AGC环节整体上提供的阻尼转矩系数容易为负,而一次调频环节整体上提供的阻尼转矩系数容易为正。但具体到单台机组中,AGC环节和一次调频环节提供的阻尼转矩系数皆既可能为正,也可能为负。最后,利用阻尼转矩法分析了部分参数对于AGC振荡的影响。

关键词：频率振荡自动发电控制振荡阻尼转矩法阻尼特性

基于相图法的水电二阶切换系统动力学特性与振荡分析

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电力自动化设备 2023年第4期43卷 78-83,113页

作者：薛安成庄文彬熊鸿韬王嘉伟杨滢刘晓博华北电力大学新能源电力系统国家重点实验室北京102206 国网浙江省电力有限公司电力科学研究院浙江杭州310014 国网浙江省电力有限公司调度控制中心浙江杭州310007

高比例水电系统在大扰动下出现了死区、限幅作用的超低频频率振荡,其所对应的切换系统仍缺乏动力学特性分析。鉴于此,基于二阶切换系统动力学特性,结合相图法分析系统参数对其动力学特性的影响,揭示系统在不同扰动、阻尼下发生频率振荡... 详细信息

高比例水电系统在大扰动下出现了死区、限幅作用的超低频频率振荡,其所对应的切换系统仍缺乏动力学特性分析。鉴于此,基于二阶切换系统动力学特性,结合相图法分析系统参数对其动力学特性的影响,揭示系统在不同扰动、阻尼下发生频率振荡的动力学机理。首先给出水电二阶切换系统描述,分析了系统的平衡点存在性。其次结合相图法分析不同运行条件下系统的动力学特性,证明了相关极限环的存在性。最后分析了系统的非光滑分岔特性。结果表明:当平衡点正阻尼、系统调节区域负阻尼时存在1个稳定极限环,对应严重大扰动下的频率振荡;当平衡点负阻尼、系统有限幅时存在2个稳定极限环,分别对应一般、严重大扰动下的频率振荡,且二者振荡频率较为接近。

关键词：切换系统相图法频率振荡极限环非光滑分岔

超低频振荡中的区间联络线功率振荡现象及机理

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电力系统自动化 2020年第17期44卷 69-82页

作者：徐广方勇杰李兆伟吴雪莲刘福锁李威南瑞集团有限公司(国网电力科学研究院有限公司) 江苏省南京市211106 国电南瑞科技股份有限公司江苏省南京市211106 智能电网保护和运行控制国家重点实验室江苏省南京市211106

超低频振荡是指一次调频中阻尼不足引发的频率整体振荡,一般认为不存在相对振荡情况。然而,在实际区域互联电网的研究中发现,系统频率在超低频振荡的同时,区间交流联络线功率也存在同频振荡现象。文中以两区域互联系统为研究对象,首先,... 详细信息

超低频振荡是指一次调频中阻尼不足引发的频率整体振荡,一般认为不存在相对振荡情况。然而,在实际区域互联电网的研究中发现,系统频率在超低频振荡的同时,区间交流联络线功率也存在同频振荡现象。文中以两区域互联系统为研究对象,首先,基于分区域等值的统一频率模型,仿真分析了超低频振荡中联络线功率振荡的现象和特征。然后,基于阻尼转矩理论定义了区域电网的综合频率调节效应系数,继而从线性系统稳态频率响应视角提出该现象的发生机理,并讨论了影响因素。研究表明,如果区域之间的综合频率调节效应系数存在差异,即使在超低频振荡达到稳态振荡后,也会导致区间联络线发生与超低频稳态振荡频率相同的功率振荡。最后,以实际电网算例进行了验证,并讨论了该现象可能存在的危害。

关键词：超低频振荡一次调频频率振荡阻尼转矩调速器功率振荡

高比例水电系统AGC稳定性分析及控制策略优化

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电网技术 2020年第3期44卷 880-886页

作者：杨荣照陈亦平夏成军张勇唐卓尧杨若朴黄济宇华南理工大学电力学院广东省广州市510640 中国南方电网电力调度控制中心广东省广州市510663 西安交通大学电气工程学院陕西省西安市710049

云南电网是一个典型的高比例水电大规模直流送出系统,运行中多次发生自动发电控制(automaticgeneration control,AGC)过程不稳定导致的频率振荡现象。结合云南电网实际,建立包含AGC控制环节的频率稳定性分段线性化分析模型,通过特征值... 详细信息

云南电网是一个典型的高比例水电大规模直流送出系统,运行中多次发生自动发电控制(automaticgeneration control,AGC)过程不稳定导致的频率振荡现象。结合云南电网实际,建立包含AGC控制环节的频率稳定性分段线性化分析模型,通过特征值分析方法研究云南电网运行方式变化对系统小干扰稳定性的影响,揭示在水电机组一次调频死区以内AGC系统超调是引起云南电网分钟级频率振荡的原因。提出高比例水电系统AGC频率偏差系数的整定方法,通过设置次紧急区区域控制偏差(area control error,ACE)反向抑制策略和紧急区恒定频率控制(flatfrequencycontrol,FFC)切换策略,兼顾小干扰下的稳定性以及大扰动下的速动性。研究成果已在云南电网实际运行中验证,云南电网频率合格率显著提高。

关键词：高比例水电系统自动发电控制一次调频频率振荡控制策略

光伏微网中虚拟同步发电机参数自适应控制策略

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电网技术 2020年第1期44卷 192-199页

作者：殷桂梁董浩代亚超王海轮王硕燕山大学电气工程学院

当太阳能大规模接入光伏微电网时,系统的惯性将会随之减少,从而导致系统在遭到扰动后可能会出现严重的频率振荡问题。针对该问题,提出了一种新的虚拟同步发电机控制策略,可有效增强系统惯性。该策略通过构建虚拟惯量和阻尼与频率偏移量... 详细信息

当太阳能大规模接入光伏微电网时,系统的惯性将会随之减少,从而导致系统在遭到扰动后可能会出现严重的频率振荡问题。针对该问题,提出了一种新的虚拟同步发电机控制策略,可有效增强系统惯性。该策略通过构建虚拟惯量和阻尼与频率偏移量间的自适应关系,使得系统可根据其暂态过程中不同阶段的系统特性来自由配置虚拟惯量和阻尼系数。相较于传统控制策略,该控制策略可使得系统在相同负荷扰动下受到的冲击减小,从而减小了系统在振荡过程中的超调量和振荡时间,有效提高了光伏系统的动态稳定性。其次,该文对系统关键参数的选取范围进行了详细分析,并利用根轨迹法确定各个参数的最优值。最后利用Mtalab/Simulink仿真工具,通过与传统控制策略相对比验证了文中新的虚拟同步发电机控制策略的有效性和优越性。

关键词：虚拟同步发电机虚拟惯量虚拟阻尼自适应控制策略频率振荡