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水力发电学报 2021年第8期40卷 57-64页

作者：周喜军丁景焕黄一凡杨威嘉杨桀彬杨建东国网新源控股有限公司技术中心北京100761 武汉大学水资源与水电工程科学国家重点实验室武汉430072

可变速抽水蓄能技术已经成为近年来抽水蓄能行业新兴的发展与研究方向,可变速抽水蓄能电站运行的动态特性研究意义显著。本文利用可变速抽水蓄能电站的非线性数学模型,重点对其中的水力-机械子系统进行了研究。通过将模型在事故甩负荷... 详细信息

可变速抽水蓄能技术已经成为近年来抽水蓄能行业新兴的发展与研究方向,可变速抽水蓄能电站运行的动态特性研究意义显著。本文利用可变速抽水蓄能电站的非线性数学模型,重点对其中的水力-机械子系统进行了研究。通过将模型在事故甩负荷工况下的计算仿真结果与真实电站的实测结果对比,验证了模型的准确性。本文对可变速抽水蓄能机组在事故甩负荷工况时不同起始转速下的动态响应进行了仿真分析,研究了机组转速上升规律,并分析了该规律产生的原因在于机组的力矩特性与机组的动量转换关系。结果表明:对于可变速抽水蓄能机组的事故甩负荷工况,起始转速在一定范围内增加时,机组最大转速并不会显著增加。

关键词：可变速抽水蓄能电站水泵水轮机特性曲线大波动工况转速上升规律过渡过程轨迹线力矩积分与转速上升

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离网型梯级水光蓄互补发电系统光伏平抑控制研究

离网型梯级水光蓄互补发电系统光伏平抑控制研究

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作者：张国圣西华大学

学位级别：硕士

随着电力系统中光伏电站的装机容量不断提高,其发电的随机性波动会导致电网实时功率不均衡,从而对电力系统的安全运行产生极为不利的影响,如何对光伏发电的波动进行有效的控制是目前的一个热点问题。而我国的西南地区梯级小水电资源十... 详细信息

随着电力系统中光伏电站的装机容量不断提高,其发电的随机性波动会导致电网实时功率不均衡,从而对电力系统的安全运行产生极为不利的影响,如何对光伏发电的波动进行有效的控制是目前的一个热点问题。而我国的西南地区梯级小水电资源十分丰富,且某些地区的梯级发电站地理位置与光照资源的分布相对重合,可以构建水光互补的发电系统。本文以国家科技部的重点专项资金为依托,针对某地区的离网型梯级水光蓄互补发电系统,对平抑光伏功率波动的关键技术进行研究,以增强电网稳定运行的能力。本文构建了离网型梯级水光蓄互补发电系统的电气结构,并建立其对应的数学模型。在光伏发电的波动性分析的基础上建立了光伏功率波动的数学模型。同时对梯级水电站与全功率可变速抽水蓄能电站的运行数学模型进行了研究,并建立了抽蓄电站的“荷电状态”模型。其次,提出了一种基于经验小波变换(Empirical Wavelet Transform,EWT)与灰色关联分析(Grey Relational Analysis,GRA)相结合的光伏功率波动平抑方法。采用基于尺度空间理论的EWT算法将光伏功率信号分解为各阶子分量,通过灰色关联分析构建出子分量的高低频分量组,获得抽水蓄能电站的出力信号;由此构造出的光蓄联合出力参考值与本地负荷作差,滤波后可得出抽蓄电站与梯级水电站的目标功率指令。最后,通过仿真实验验证了所提方法对光伏功率波动快速平抑的有效性。此外,在抽水蓄能电站的“荷电状态”(State of Charge,SOC)模型的基础上,构建了合理的评价指标,设计了一种优化抽水蓄能电站工况的双层模糊控制器。第一层模糊控制可优化抽蓄电站的荷电状态,第二层模糊控制可降低第一层模糊控制对平滑效果的影响。利用该方法可以实现抽水蓄能电站实时充放电功率的调节,荷电状态越限的抑制,并且提高其运行可靠性,同时对单层模糊控制影响平滑效果的设计进行改善。通过四川省小金县光伏电站数据对本文所提策略的性能进行了评估,仿真验证了双层模糊控制方法的优越性,所采用的控制策略能较好抑制光伏功率波动,提高平滑效果和能源效率。

关键词：光伏功率波动平抑可变速抽水蓄能电站梯级水电站经验小波变换双层模糊控制

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可变速抽蓄机组改善系统电压稳定性的应用研究

可变速抽蓄机组改善系统电压稳定性的应用研究

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作者：王欣竹华北电力大学(北京)

学位级别：硕士

对于负荷波动较为严重、短路频发的受端系统而言,电压稳定问题日益凸显,电网的安全稳定运行面临巨大挑战。位于受端电网的可变速抽水蓄能机组的容量大、调节速度快且可四象限运行,可以作为动态无功电源灵活地参与受端系统调压调相。本... 详细信息

对于负荷波动较为严重、短路频发的受端系统而言,电压稳定问题日益凸显,电网的安全稳定运行面临巨大挑战。位于受端电网的可变速抽水蓄能机组的容量大、调节速度快且可四象限运行,可以作为动态无功电源灵活地参与受端系统调压调相。本文将对双馈式可变速抽水蓄能机组的无功特性基础理论进行研究,针对并网运行机组提高受端电网的电压稳定性这一问题进行理论分析和仿真验证。本文首先在论述双馈式可变速抽水蓄能机组的运行原理及控制方案的基础上,建立了水泵水轮机数学模型、双馈电机的机电暂态模型以及变流器和调速器的控制模型,详细分析了水泵水轮机与机组之间的动态变化过程。基于MATLAB/Simulink建立双馈式可变速抽水蓄能机组仿真模型,分析研究了转速、电网电压和频率变化时机组和电网的运行特性,验证了该系统的机电暂态特性和调频、调速及调压特性。本文探讨了一种基于V形曲线分析双馈式可变速抽水蓄能机组定子侧无功特性及调节机理的方法,并分别讨论负荷波动及三相短路故障时可变速抽水蓄能机组的无功补偿作用对受端电网的暂态电压稳定性影响。根据双馈电机的等效电路和数学模型,分析了不同运行工况下可变速机组各电气量的相量关系,得到了定子电流随转子电压变化的V形曲线。基于V形曲线法分别讨论了发电模式及电动模式下无功功率的输出特性,并分析了转差率变化对双馈机组无功功率输出的影响。最后,基于MATLAB/Simulink搭建受端系统仿真平台,分别通过设置短路以及负荷突变暂态变化,模拟系统的电压暂态变化,对比双馈式可变速抽水蓄能机组并网前后对受端系统暂态电压的变化情况。仿真结果表明,V形曲线法分析双馈异步电机无功特性直观有效,可变速抽水蓄能机组的无功补偿作用在改善受端电网暂态电压稳定性方面具有重要作用。

关键词：可变速抽水蓄能电站双馈电机受端系统无功特性暂态电压稳定性

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FSC可变速抽水蓄能在含大规模风光发电系统中的应用

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水电与抽水蓄能 2016年第2期2卷 93-98页

作者：畅欣韩民晓郑超华北电力大学北京市102206

全功率变流器(Full Size Converter,FSC)可变速抽水蓄能(Variable Speed Pumped Storage,VSPS)是电网自动频率控制,平衡可再生能源发电波动的有效手段。本文在介绍三电平全功率变流器可变速抽水蓄能整体结构的基础上,介绍了机侧变流器... 详细信息

全功率变流器(Full Size Converter,FSC)可变速抽水蓄能(Variable Speed Pumped Storage,VSPS)是电网自动频率控制,平衡可再生能源发电波动的有效手段。本文在介绍三电平全功率变流器可变速抽水蓄能整体结构的基础上,介绍了机侧变流器和网侧变流器的模型和控制策略。在给出由于电网需求而产生的参考功率的基础上,说明了全功率变流器可变速机组在发电模式和电动模式时有功功率和无功功率的控制策略。最后,用PSIM和MATLAB/SIMULINK软件对基于双馈机组和全功率变流器机组的风光储互补系统进行了仿真分析,阐述了全功率机组对可再生能源等引起的电网波动的控制作用。

关键词：全功率变流器电力电子变流器可变速抽水蓄能电站功率控制策略可再生能源

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FSC可变速抽水蓄能在含大规模风光发电系统中的应用

FSC可变速抽水蓄能在含大规模风光发电系统中的应用

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中国水力发电工程学会电网调峰与抽水蓄能专业委员会2015年学术交流年会

作者：畅欣韩民晓郑超华北电力大学

全功率变流器(Full Size Converter,FSC)可变速抽水蓄能(Variable Speed Pumped Storage,VSPS)是电网自动频率控制,平衡可再生能源发电波动的有效手段。本文在介绍三电平全功率变流器可变速抽水蓄能整体结构的基础上,介绍了机侧变流器和网侧变流器的模型和控制策略。在给出由于电网需求而产生的参考功率的基础上,说明了全功率变流器可变速机组在发电模式和电动模式时有功功率和无功功率的控制策略。最后,用PSCAD和MATLAB/SIMU几INK软件对基于双馈机组和全功率变流器机组的风光储互补系统进行了仿真分析,阐述了全功率机组对可再生能源等引起的电网波动的控制作用。

关键词：全功率变流器电力电子变流器可变速抽水蓄能电站功率控制策略可再生能源

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