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新能源发电调控参与的送端电网直流闭锁紧急频率控制策略快速优化

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电工技术学报 2022年第5期37卷 1204-1218页

作者：柯德平冯帅帅刘福锁常海军孙元章武汉大学电气与自动化学院武汉430072 南瑞集团公司(国网电力科学研究院) 南京211006

对于含高渗透率新能源发电的送端电网,直流闭锁后可通过快速降低新能源场站功率替代高代价的切常规机组操作,来实现更加经济的频率安全控制。因此,针对送端电网直流闭锁故障,该文提出一种新能源场站协同常规机组的紧急频率控制策略优化... 详细信息

对于含高渗透率新能源发电的送端电网,直流闭锁后可通过快速降低新能源场站功率替代高代价的切常规机组操作,来实现更加经济的频率安全控制。因此,针对送端电网直流闭锁故障,该文提出一种新能源场站协同常规机组的紧急频率控制策略优化模型,在保证频率安全的同时最小化系统控制代价。此外,考虑到直接求解上述含微分方程约束的非线性优化模型非常困难,该文提出针对该模型的系统性混合整数线性化方法,因此可用具有大规模混合整数线性规划(MILP)问题求解能力的商用软件对其进行高效求解。最后对我国西北某省级电网进行算例仿真分析,结果说明了所提优化模型的有效性以及求解过程的高效性。

关键词：直流闭锁紧急频率控制新能源调控快速优化混合整数线性规划

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基于储能惯性响应的电网紧急频率控制方法

全球能源互联网 2023年第6期6卷 640-649页

作者：苏大威郝雨辰高水朋葛乐国网江苏省电力有限公司江苏省南京市210024 南京工程学院电力工程学院江苏省南京市211167

针对特高压直流闭锁等原因造成的受端电网频率严重跌落问题,提出一种储能紧急频率控制策略。首先,建立储能参与紧急频率控制的数学模型。其次,对于大功率缺额后发电机组惯性响应不足问题,提出了改进的频率变化率(rate of change of freq... 详细信息

针对特高压直流闭锁等原因造成的受端电网频率严重跌落问题,提出一种储能紧急频率控制策略。首先,建立储能参与紧急频率控制的数学模型。其次,对于大功率缺额后发电机组惯性响应不足问题,提出了改进的频率变化率(rate of change of frequency,RoCoF)下垂控制策略以提高储能的惯量支撑,根据储能比例分配系数实时调节储能虚拟惯性及下垂控制出力;惯性响应阶段以RoCoF下垂控制为主、虚拟惯性控制为辅,抑制系统频率变化率;结合频率调节需求和储能系统出力特点提出不同区域的调频策略,并通过模糊控制量化处理区域控制偏差及荷电状态不确定性,提高储能系统频率控制的精度。最后,以某电网实际算例仿真验证了所提方法的有效性和工程实用性。

关键词：特高压直流闭锁紧急频率控制模糊控制荷电状态区域控制偏差

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基于控切配合的高比例风电电力系统紧急频率控制方法

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智慧电力 2023年第7期51卷 9-15页

作者：刘育明张澳归李小菊欧阳金鑫司萌姚骏国网重庆电力科学研究院重庆401123 输配电装备及系统安全与新技术国家重点实验室重庆大学重庆400044

高比例风电送端电网易因通道异常和中断导致高频问题。现有研究忽略了风电机组的减载控制与切机的相互影响,不仅影响频率控制效果,还可能限制系统的后续频率响应能力。为此,分析了风电电力系统的暂态频率响应特性,提出了双馈风电机组“... 详细信息

高比例风电送端电网易因通道异常和中断导致高频问题。现有研究忽略了风电机组的减载控制与切机的相互影响,不仅影响频率控制效果,还可能限制系统的后续频率响应能力。为此,分析了风电电力系统的暂态频率响应特性,提出了双馈风电机组“控切配合”的思想,构建了考虑双馈风电机组转速恢复约束的风电电力系统紧急频率控制的优化模型;进而提出了一种基于控切配合的高比例风电电力系统紧急频率控制方法,最后通过算例验证表明该方法能够有效提高电力系统的紧急频率控制能力,保障高比例风电电力系统的频率稳定。

关键词：风力发电紧急频率控制双馈风电机组高频切机

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含风电和直流的电网紧急频率控制研究

含风电和直流的电网紧急频率控制研究

作者：杨龙文东南大学

学位级别：硕士

现代电力系统中,风力发电装机容量的不断增加和高压直流(High Voltage Direct Current,HVDC)输电技术的快速发展,在带来巨大效益的同时也给电网带来了一些安全稳定性问题,如大规模风机跳闸,HVDC闭锁等,这些都对电网紧急频率控制提出了... 详细信息

现代电力系统中,风力发电装机容量的不断增加和高压直流(High Voltage Direct Current,HVDC)输电技术的快速发展,在带来巨大效益的同时也给电网带来了一些安全稳定性问题,如大规模风机跳闸,HVDC闭锁等,这些都对电网紧急频率控制提出了新的挑战。同时,在当前电力系统中,可参加紧急控制的资源(紧急频率控制资源)也逐渐多样化,如传统发电机组、风电、HVDC等,但是它们的性能、价格等差异明显。因此,为了提升电网紧急频率控制性能,研究上述资源的协调控制问题显得尤为重要。本文主要的研究内容及成果如下:1、基于电力系统仿真软件DIg SILENT/Power Factory搭建了典型的风电经HVDC外送的两区域仿真系统。分析并推导了火电机组、双馈感应风机(Doubly-Fed Induction Generator,DFIG)以及HVDC的基本结构和数学模型,并运用DIg SILENT/Power Factory软件搭建了三者的仿真模型。基于所搭建的仿真系统,研究了火电机组、DFIG以及HVDC对系统频率的控制特性。2、分析研究了不同紧急频率控制资源的动作速度对系统频率的影响。针对直流紧急功率支援、快关汽门以及切机等紧急控制措施,分析研究了每种控制措施的基本原理及其控制模型。基于所推导的电力系统频率响应模型以及资源的有功动作速度模型,分析研究了不同紧急控制措施对系统频率的控制效果。研究表明:动作速度越快的紧急控制措施,越能有效地减缓系统频率上升速率,降低频率峰值。最后,通过仿真验证了上述研究的正确性。3、针对含单类紧急频率控制资源(单种措施)和多类紧急频率控制资源(多种措施)的电网分别提出了紧急频率控制策略。基于所建立的系统有功过剩量模型以及资源等效有功切除量模型,提出了一种计及资源动作速度的单资源紧急控制策略,该策略能够根据系统目标阈值,精确计算资源等效有功切除量,控制系统频率峰值。然后,基于资源的可调容量及其成本,确定了连续资源优先的系统有功分配策略。在此基础上,根据连续资源有功分配策略,提出了计及资源可调量和动作速度的多资源紧急协调控制策略。仿真结果表明,所提出的紧急控制策略能够通过精确计算资源等效有功切除量使得系统频率峰值被控制在目标阈值以下,有效地改善紧急情况下电网频率的动态性能。

关键词：高压直流输电风电紧急频率控制动作速度 DIgSILENT/PowerFactory

考虑多灵活资源的虚拟电厂频率响应特性建模方法

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电力自动化设备 2024年

作者：石正朱超常悦铃许寅北京交通大学电气工程学院国网浙江省电力有限公司经济技术研究院

为适应直流受端区域电网的双高化发展趋势，针对虚拟电厂（VPP）辅助大电网进行紧急频率控制的问题，提出了一种考虑多灵活资源的VPP频率响应特性建模方法。首先，设计了VPP参与紧急频率控制的“集中-分散式”分层控制架构。其次，分析... 详细信息

为适应直流受端区域电网的双高化发展趋势，针对虚拟电厂（VPP）辅助大电网进行紧急频率控制的问题，提出了一种考虑多灵活资源的VPP频率响应特性建模方法。首先，设计了VPP参与紧急频率控制的“集中-分散式”分层控制架构。其次，分析了多类型灵活资源的频率响应特性，构建VPP的系统频率响应模型及等值模型。然后，基于逐步线性规划算法，提出一种VPP频率响应模型参数估计方法，以兼顾模型的准确性和计算效率。最后，基于PSD-BPA通过对三区域直流受端区域电网仿真测试验证了所提方法的准确性，且参数估计结果具有保守性，能够防止在紧急频率控制决策中系统误判。

关键词：虚拟电厂紧急频率控制频率响应模型参数估计多灵活资源