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基于直流频率限制控制器的超低频振荡抑制方案

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高电压技术 2019年第7期45卷 2126-2133页

作者：李建王彪刘程卓王渝红胡鑫韩连山国网四川省电力公司成都610041 四川大学电气信息学院成都610065 南京南瑞继保工程技术有限公司南京211106

随着鲁西背靠背以及渝鄂背靠背工程的相继推进,异步联网后送端电网出现的超低频振荡威胁着系统的稳定运行。针对异步联网后的多直流送出系统,分析了超低频振荡产生原因及直流频率限制器(FLC)抑制超低频振荡的机理。结合直流FLC影响因子... 详细信息

随着鲁西背靠背以及渝鄂背靠背工程的相继推进,异步联网后送端电网出现的超低频振荡威胁着系统的稳定运行。针对异步联网后的多直流送出系统,分析了超低频振荡产生原因及直流频率限制器(FLC)抑制超低频振荡的机理。结合直流FLC影响因子和直流控制敏感度提出了一种考虑送端电网水电分布的直流排序方法。并据此提出了一种的超低频振荡抑制方案,该方案利用最小二乘法–旋转不变技术的信号参数估计算法和改进粒子群优化算法,将多直流优化问题转化为多个单直流顺序循环优化问题,以实现对超低频振荡较好的抑制。最后以渝鄂异步联网后的川渝电网为算例,仿真验证了所提方案的有效性。

关键词：超低频振荡直流频率限制控制器直流排序因子 TLS-ESPRIT算法改进粒子群优化算法

考虑多场景需求的储能和直流系统频率响应特性协同优化方法

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储能科学与技术 2023年第8期12卷 2649-2658页

作者：丁可耿光超江全元浙江大学工程师学院浙江杭州310005 浙江大学电气工程学院浙江杭州310027

新能源具有显著的波动性和不确定性,且提供的转动惯量有限,大规模新能源并网对电力系统频率调节带来了严峻挑战。同时,在异步联网方式下,随着直流规模的不断增加,进一步减小了系统的转动惯量,需要通过储能和直流频率限制控制器(FLC)改... 详细信息

新能源具有显著的波动性和不确定性,且提供的转动惯量有限,大规模新能源并网对电力系统频率调节带来了严峻挑战。同时,在异步联网方式下,随着直流规模的不断增加,进一步减小了系统的转动惯量,需要通过储能和直流频率限制控制器(FLC)改善送端电网各扰动场景下的频率控制能力。首先,基于某送端电网的仿真数据构建统一频率模型,分析电网在严重故障和常规扰动场景下的调频需求。在此基础上,针对各类场景下的频率问题,构建了储能控制器和直流FLC调频参数的联合优化模型,通过动态调整两者的调频参数能够兼顾不同场景下的系统调频能力、对受端电网的频率影响程度以及调频经济性。然后,根据所建模型的特点采用遗传算法分层递进求解优化问题,实现对储能控制器和直流FLC调频参数的综合最优设计。最后,在MATLAB仿真平台模拟该送端电网的常见扰动进行效果验证。仿真结果表明所提方法不仅能够兼顾严重故障场景下的送受端电网频率控制,还可以改善常规扰动场景下的送端电网频率特性以及调频经济性。

关键词：新能源并网异步互联储能直流频率限制控制器调频参数

储能提升高渗透率新能源送端电网的频率稳定控制研究

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储能提升高渗透率新能源送端电网的频率稳定控制研究

作者：丁可浙江大学

学位级别：硕士

随着新型电力系统建设的不断推进,大力发展可再生能源已经成为现在的重点发展方向。新能源具有环保、低碳、可持续性等优点,因此将逐步替代火电等传统机组,成为未来电网主要供电电源,尤其在送端电网新能源渗透率将快速提高。然而,新能... 详细信息

随着新型电力系统建设的不断推进,大力发展可再生能源已经成为现在的重点发展方向。新能源具有环保、低碳、可持续性等优点,因此将逐步替代火电等传统机组,成为未来电网主要供电电源,尤其在送端电网新能源渗透率将快速提高。然而,新能源具有强波动性和不确定性,且随着新能源渗透率不断提高,系统的转动惯量减小,给送端电网调频带来新的挑战。同时,异步联接后送端电网网架规模减小、负荷频率调节能力减弱,转动惯量进一步降低,导致异步后送端电网的频率波动问题进一步加剧。针对上述问题,本文基于储能技术,一方面在储能应用于电网调峰服务的基础上预留足够的调频备用,确保储能有足够的能量和功率裕量应对各类预想扰动,另一方面考虑储能和直流频率限制控制器(FLC)的联合调频,通过调整两者的调频参数进一步优化其频率控制性能,通过上述两个方面提升高新能源渗透率电力系统的频率稳定性。在优化储能调频备用调度方案方面:基于电力系统运行状态和各类预想扰动,提出了一种计及频率支撑能力的储能调峰控制方法,为考虑预想扰动对系统频率的影响,在传统直流潮流方程中引入频率偏移量,根据发电机、负荷及储能的调频特性,建立系统频率偏差和扰动功率的线性关系,通过求解多时段最优潮流(OPF)模型得到储能的充放电策略,确保储能在参与系统调峰的同时在各时段都能留有足够的功率和能量裕量对预想扰动提供频率支撑。基于BPA仿真数据以及典型运行日的新能源和负荷曲线,验证了所提方法在提高储能频率支撑能力方面的有效性。在储能和直流系统增强电力系统调频能力方面:基于上述的储能调度方案,进一步提出了储能和直流系统联合参与调频的优化控制方法。基于BPA数据,构建了含储能控制器和直流FLC的送端电网统一频率模型,分析了送端电网在各类扰动场景下的调频需求,通过调整储能控制器和直流FLC的调频参数,在严重故障场景下,既增强了送端电网的频率控制能力,又避免直流FLC过度出力对受端电网频率稳定造成影响;在常规扰动场景下,在维持送端电网频率稳定的同时又能通过减少储能使用容量提高其调频经济性。基于实际电网数据,验证了所提方法能够兼顾储能和直流系统的联合频率控制能力和调频经济性。

关键词：储能调度方案频率支撑直流频率限制控制器调频参数

水轮发电机组抑制超低频振荡的阻尼控制参数优化研究

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电工电能新技术 2019年第3期38卷 38-46页

作者：邓伟刘少博王德林周鑫和鹏康积涛西南交通大学电气工程学院四川成都610031 中国南方电网云南电网有限责任公司电力科学研究院云南昆明650217

异步联网后云南电网的某直流孤岛中,出现了长时间的超低频振荡现象,严重影响了孤岛系统的安全稳定运行。电网中水轮机的水锤效应时间常数变大,阻尼比会随之减小,导致系统的稳定性得恶化。本文利用等值的单机系统模型,基于频域响应法分... 详细信息

异步联网后云南电网的某直流孤岛中,出现了长时间的超低频振荡现象,严重影响了孤岛系统的安全稳定运行。电网中水轮机的水锤效应时间常数变大,阻尼比会随之减小,导致系统的稳定性得恶化。本文利用等值的单机系统模型,基于频域响应法分析了水锤效应与系统稳定性的关系。根据调速系统的阻尼特性,在实际孤岛中进行了PID参数优化仿真试验,比较了不同PID参数下的频率稳定性,给出了调速系统与直流频率限制控制器的协调控制方法。最后,运用云南电网的某实际直流孤岛作为算例,验证了本文提出的控制方法对抑制超低频振荡的有效性。

关键词：超低频振荡水锤效应调速系统阻尼特性直流频率限制控制器

异步互联方式下送端电网直流参与电网调频策略研究

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异步互联方式下送端电网直流参与电网调频策略研究

作者：邰克强四川大学

学位级别：硕士

高压直流输电(high voltage direct current,HVDC)技术的广泛应用,有效地提高了能源富集地区电能外送能力。直流输电具有传输容量大、控制灵活、输电距离远、运行经济性好等独特优势,还具备使各区域系统异步运行的能力。但在异步运行方... 详细信息

高压直流输电(high voltage direct current,HVDC)技术的广泛应用,有效地提高了能源富集地区电能外送能力。直流输电具有传输容量大、控制灵活、输电距离远、运行经济性好等独特优势,还具备使各区域系统异步运行的能力。但在异步运行方式下,送端电网频率特性发生改变,系统频率问题日渐突出,已成为影响系统安全稳定运行亟待解决的问题之一。对此,本文以异步联网送端系统为研究对象,分析了送端系统频率特性及多种调频资源动作特性,制定了直流参与电网一次调频协调优化策略,提出了直流参与电网辅助调频服务策略。具体研究内容如下:(1)分析了异步联网送端系统频率特性,考虑水轮机及直流频率限制控制(frequency limitation controller,FLC)两种送端系统重要调频手段,描述了水轮机及其调速系统典型模型和常用直流FLC模型,结合不同控制参数,基于仿真结果详细分析了不同因素对自身调节性能及调节效果,以及对于系统频率特性的影响程度。最后对目前工程实际所采用的自动发电控制系统基本原理及控制模式进行了介绍。(2)提出了一种直流参与电网一次调频的多直流协调优化策略。该策略充分考虑了直流参与电网调频对于频率特性及直流系统的影响程度,合理制定优化目标,实现了多直流频率调制协调优化。利用状态空间辨识算法实现了待优化系统状态空间描述,采用基于分解的多目标优化算法及熵权法确定了协调优化方案。基于PSASP仿真结果表明,所提协调优化策略对于不同故障形态下的扰动情况都具备良好的调节效果,改善了系统的频率特性。(3)提出了直流参与电网辅助调频服务策略。根据异步后送端系统现状及直流调制对受端系统的影响,讨论了直流参与辅助调频服务策略的可行性,采用等效机组成本增量对于直流参与辅助服务调节成本进行了转化。以购买辅助调频服务成本最优作为目标,制定了送端电网辅助调频服务策略,并对出清调度策略进行了阐述。同时建立了含辅助调频策略的异步送端系统频率模型,提出采用模型预测控制提高AGC系统控制效果。最后通过仿真分析对所提策略的正确性进行了验证,拓宽了异步联网送端系统辅助调频服务策略制定思路。

关键词：高压直流输电异步联网频率响应特性直流频率限制控制器多目标优化辅助调频策略

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金中直流调制对送受端电网稳定性影响的研究

广西电力 2016年第6期39卷 1-6,11页

作者：赵睿刘蔚涂亮柳勇军王峰南方电网科学研究院广州510000 四川大学电气信息学院四川成都610000

金中直流的调制功能对云南送端电网和广西受端电网的暂态稳定、动态稳定及热稳定水平具有重要影响。主要研究了金中直流功率提升/回降和直流频率限制功能对送受端电网稳定性的影响,并以2018年南方电网丰大极限方式作为基础数据,分析了... 详细信息

金中直流的调制功能对云南送端电网和广西受端电网的暂态稳定、动态稳定及热稳定水平具有重要影响。主要研究了金中直流功率提升/回降和直流频率限制功能对送受端电网稳定性的影响,并以2018年南方电网丰大极限方式作为基础数据,分析了金中直流功率提升/回降对系统暂态稳定和频率稳定的影响,及金中直流整流和逆变侧频率限制控制器对电网频率稳定的影响,并通过仿真分析验证了直流功率回降在解决受端系统热稳定问题中的作用。仿真和分析结论为金中直流工程控制保护试验中的调制功能测试和相关调制功能的定值整定提供了理论计算依据。

关键词：直流调制功率提升/回降直流频率限制控制器