AGC中PID控制器的改进与研究

针对目前电网不断增长的调频需求,充分考虑了机组调速器死区和输出功率限制两个非线性环节,设计了一种模糊自整定PID控制的AGC,并在Matlab/simulink环境下建模仿真.结果表明,对AGC中PID控制器改进后,无论是在应对阶跃负荷扰动还是连续负荷扰动,系统频率超调量、频率调节时间、互联电网之间的联络线交换功率偏差最大值和功率振荡时间都明显减小,达到了预期调频控制效果.     

基于分频和自适应死区控制的火电机组一次调频策略

随着大规模的新能源并网,电力系统的频率稳定问题面临着巨大挑战。由于火电机组惯量更大,可以深度挖掘其一次调频的潜力,本文通过分频装置对一次调频系统的反馈信号进行分解得到不同频段的信号,对不同频段信号设置适当的频率死区区间,从而能够分频段对火电机组进行控制调节,进而改善提升火电机组的一次调频性能。为了研究机组分频控制对系统一次调频能力的影响,在仿真软件中搭建电力系统一次调频模型,在不同工作环境状况下的仿真结果表明分频控制能够有效地改善系统调频性能。,此外还引入了锅炉的协调控制系统模型,通过对锅炉主蒸汽压力的研究分析,验证了该策略在加强机组一次调频能力的同时,也提高了机组的稳定性。     

大规模风电并网条件下水电机组辅助AGC协调策略研究

随着风电渗透率增加,其不确定性带来的功率波动也将变大.由于常规火电机组的减少,此时系统中参与自动发电控制(AGC)的火电机组将没有充足的容量调节风电功率波动从而引起系统频率稳定问题.基于此,提出了协调因子的概念,利用水电机组辅助协调参与AGC的策略,从而协调更多优质调节资源进行协调控制,以抑制风电不确定性带来的影响.仿真算例表明,所提策略能适应现有调度控制框架,对风电功率波动有很好的协调控制效果.     

基于电池储能和可控负荷的孤岛型海岛微电网频率协调控制策略

针对以风电和波浪能发电为主电源的孤岛型海岛微电网,提出一种基于电池储能和可控负荷的孤岛型海岛微电网频率协调控制策略。储能元件采用改进的下垂控制实现类似于电力系统一次调频的有差调频,根据其荷电状态及最大充放电功率,动态调整下垂控制运行点以及下垂控制系数,既能将微网频率偏差控制在合理范围内,又能防止电池储能系统过充过放;利用海水淡化负荷的可控性,将频率偏差引入其转速控制环,实现类似于电力系统二次调频的无差调频。在Matlab/Simulink下搭建了孤岛型海岛微电网的仿真模型,并对不同运行场景进行了仿真验证。结果表明,基于电池储能和可控负荷的孤岛型海岛微电网频率协调控制策略可以有效地分配系统功率差额,维持海岛微电网的频率稳定。     

基于多目标粒子群算法的风光水火多源AGC协调优化方法

针对高比例新能源渗透背景下的常规AGC机组和新能源AGC机组协调控制问题,提出了基于"两个细则"的风光水火多电源AGC多目标协调优化方法,该方法在确保电网调频经济性的同时兼顾了电网的调频质量和网架功率传输能力。基于某地区长期AGC历史统计数据,分析了不同类型机组的调频特性,计算其调频指标;基于华中电网"两个细则"的要求,以电网的调频成本和网损成本、调频速度和调频精度为目标,建立了含风光水火的多目标AGC有功协调优化模型;结合某内陆地区网架结构和AGC数据,采用多目标粒子群算法进行模型求解,得到了各个AGC场站的有功出力,进而验证了文中提出方法的有效性。     

考虑储能调频死区与荷电状态的一次调频策略

为更好改善电网频率特性,发挥储能电池辅助调频作用及快速响应优势,提出考虑储能调频死区和荷电状态(State of Charge,SOC)的电网一次调频自适应控制策略。基于对电网幅频特性的分析,设置储能调频死区小于传统机组调频死区,使储能先于传统机组快速响应负荷扰动,有效平抑频率波动。通过分析虚拟惯性控制在一次调频过程中的出力特点,提出正反向虚拟惯性控制,使储能在整个调频过程中出力方向始终与频率恢复方向一致,降低频率恶化速度,促进频率恢复。在此基础上,提出储能电池综合控制方法：在传统机组调频死区内,储能采用下垂控制;传统机组参与调频后,储能采用下垂与正反向虚拟惯性相结合的控制方式,并根据频率偏差和SOC实时调整二者的控制系数及出力比重,有效避免电池过充过放。最后在MATLAB/Simulink平台搭建含储能的区域电网一次调频模型,在不同工况下仿真验证了所提策略的有效性。     

基于时间序列分段的风电机组调节速率估计

在大规模新能源快速发展和应用的背景下,电网频率波动加剧,而且高比例的可再生能源发电机组挤占常规调频机组,导致系统调频能力不足,迫切需要新能源机组参与电网快速频率控制。而与传统火电、水电机组相比,风电机组具有更强的调频能力。为评估风电机组的调节能力,提出一种基于时间序列分段的风电机组调节速率估计方法。首先,基于风电机组的实发功率历史数据,利用分段线性表示方法对风电机组实发功率时间序列进行趋势提取;然后,根据分段趋势自动寻找机组实发功率调节动态段,计算风电机组的调节速率指标。最后,通过仿真和工业案例,并与现有方法进行对比,验证了所提方法的可行性和有效性。     

基于发电机组最大调节速率的电网负荷指令调度优化

随着新能源发电的大规模并网,电网平稳运行受到日益严峻的挑战,为充分利用火电等功率可调机组的自动发电控制(automatic generation control,AGC)功能,加快对电网负荷指令的调整,抑制新能源发电波动带来的电网功率偏差,提出一种基于机组最大调节速率的电网负荷指令优化调度方法.首先,对机组实发功率历史数据分段线性表示获得机组调节速率样本,基于调节速率样本分布估计机组最大调节速率,其中采用贝叶斯估计判断样本分布的稳定性;然后,以最短调节时间为目标建立负荷指令调度线性规划模型,求解确定了按机组最大调节速率进行电网负荷调度的策略;最后,通过工业和仿真案例,并与传统负荷分配方法对比,验证了所述方法的有效性.     

基于鲁棒控制的光伏并网系统中抽水蓄能参与电网调频控制策略

抽水蓄能作为技术发展较为成熟的储能型式,主要参与系统的调峰、调频、调相等运行。本文针对抽水蓄能电站参与含大规模光伏电力系统中的调频运行进行研究,同时兼顾了火力发电的经济性与系统偏差调节速率,建立以综合考虑最大限度发挥抽水蓄能电站调节能力以及快速实现区域控制偏差为目标函数,以库容上下限、机组出力上下限等为约束条件的决策模型。同时提出将鲁棒控制应用于抽水蓄能参与电网调频的应用控制中,建立了火电-抽蓄联合调节的发电控制系统模型。最后,以以IEEE39节点系统为例,通过matlab仿真验证了本文提出的模型的有效性及可行性。     

单元机组协调系统的多模型自适应解耦控制

针对火电单元机组被控对象多变量、强耦合及模型参数随负荷显著变化的特点,提出一种基于多模型自适应解耦控制的协调控制策略.采用多个固定模型和2个自适应模型并行辨识机组对象的动态特性,在每个采样时刻基于切换性能指标选出最优的局部模型作为当前模型,并据此设计解耦控制器,从而实现全工况运行的自适应控制.同时对多模型控制系统的全局稳定性进行了证明.通过对300MW亚临界直流燃煤机组协调控制系统的仿真表明:该控制策略对负荷变化适应快,且可获得良好的动、静态解耦控制效果.     

基于机组出力变化量与最大调节速率关系的自动发电控制指令优化调度

随着新能源并网容量的增加,电网的调频波动现象加剧,为加快消除电网频率偏差,本文提出一种基于机组出力变化量与最大调节速率关系的AGC指令优化调度方法。首先,基于机组的实发功率历史数据,采用分段线性表示方法自动查找具有连续增、减变化趋势的数据段,计算每个数据段的出力变化量和对应的调节速率形成数据样本集合,从集合中筛选出可以描绘机组出力变化量与调节速率关系的样本点,由多项式拟合得到机组出力变化量与最大调节速率之间的关系式；然后,以负荷调节时间最小化为目标,考虑机组出力变化范围及机组不同出力变化量下对应调节速率的约束条件,得到电网AGC指令的优化分配结果；最后,通过仿真和工业案例验证所提方法的有效性,也验证了机组在频率波动时能够快速响应,有效降低频率偏差。     

基于多目标优化的机组一次调频自抗扰控制

燃气轮机的一次调频能力对于电网频率的稳定十分重要.针对燃气轮机一次调频的控制问题,提出了基于多 目标遗传算法的自抗扰控制策略.首先提出了 一种基于输出量直接反馈的自抗扰控制结构,并推导出其参数稳定域的计算公式.在介绍NSGA-Ⅲ多目标遗传算法的基础上,提出了基于多个控制性能指标的多目标参数优化流程,并将该方法应用于燃气...     

含风电的电力系统动态频率分析

研究了风电接入某实际电力系统对系统动态频率产生的影响。通过建立直驱式永磁同步风电机组动态模型和含风电的实际电力系统模型,对含风电的电力系统动态频率进行了仿真分析。研究了风速扰动对系统动态频率的影响、风电渗透率上升对系统频率调节能力的影响以及风机脱网故障对系统动态频率的影响。在风机增加了基于虚拟惯性的频率控制系统,研究了具有调频系统的风电机组对系统动态频率的影响。研究结果表明大规模风电场的风速扰动将导致系统频率出现显著波动;随着系统风电渗透率的增加,系统的调频能力将明显下降;风电场在故障下的风机脱网事故将对系统动态频率造成严重影响。增加频率控制系统使风电机组具备了一定的调频能力,有效地抑制了扰动情况下的系统频率波动。     

抽水蓄能电站区域负荷频率控制

针对电网规模的日益扩大,区域内电站的组成结构越来越多样化,非线性环节对电网调频的影响日渐突出这一现状,建立了考虑死区和发电速度限制等非线性条件下的两区域负荷频率控制模型以及抽水蓄能电站的两段式模型,并将抽水蓄能电站加入区域负荷频率控制模型中.设计了一个模糊逻辑控制器,并与传统的积分控制器进行比较.仿真结果表明,模糊逻辑控制器具有更好的矫正性能,改善了二次调频的动态响应,提高了控制效果;加入抽水蓄能电站后,电网频率恢复速率加快,调频能力得到很大提高.     

面向电网的负荷控制与新型节能调度分析

中国电网内主要存在热电联产和纯凝式两种燃煤火电机组。笔者提出了经由用户侧的热泵进行负荷控制,在两种火电机组之间实现新型节能调度的方法。首先,将采暖负荷由位于终端用户侧的分布式热泵和热水式散热器共同承担。其次,分别考虑了采暖热水的传输距离和热泵的电力消费两个影响因素。然后,在原采暖总负荷和非采暖电力消费不变的情况下,但实际需要的计算边界条件却从两种火电机组的出口被外延到终端用户处,等效于建立了新的热水与电力负荷约束条件,进而获得了较好的节能效益。最后通过模拟计算,进一步分析比较了具有不同性能系数的分布式热泵和空间热负荷分布分别对节能调度效益的影响。     

考虑新能源场站动态减载调频的电力系统调度研究

针对新能源大规模并网背景下系统调频能力不足的问题,提出一种考虑新能源场站动态减载参与系统调频的电力系统调度方案。考虑到新能源与同步机组的调频配合,将新能源场站作为控制对象,使其通过动态减载的方式动态设置调频备用,对考虑新能源场站动态减载设置调频背景下的频率约束进行分析,并在此基础上推导了考虑新能源场站动态减载参与系统调频的电力系统调度模型。最后,采用基于改进的IEEE RTS 24节点系统算例的计算结果表明：新能源场站动态减载设置调频备用参与系统调频,能够提高系统调频能力,在保证系统稳态频率偏差不越限的基础上,提高新能源的消纳能力,提高系统整体运行的经济性。     

一种新的火电单元机组负荷控制策略

在分析现有火电单元机组负荷控制策略的基础上，提出一种新的协调控制方案，它是基本的炉跟机和机跟炉方式的综合，将功率和汽压的控制分别分解给锅炉和汽机的控制端，使控制器对功率和汽压偏差的响应从锅炉控制侧和同控制侧同时作出，仿真实验研究表明这种方法比原有的方法有较好的动态特性，增强了负荷控制中快速响应负荷设定和稳定汽压的能力。     

考虑需求响应和含储火电参与深度调峰的电力系统随机优化调度

随着“双碳”目标下我国能源结构的调整,可再生能源的大规模并网发电对系统运行灵活性提出了更高的要求,调峰能力不足,严重影响了系统运行的环保性和经济性。基于此,构建了考虑需求响应和含储火电参与深度调峰的随机优化调度模型。在需求侧引入价格响应增强用户参与负荷调节的主动性,以优化调整次日的负荷曲线,降低峰谷差。在火电侧配置储能,辅助火电机组进入深度调峰状态运行,以提升火电机组的调峰能力。同时考虑风光出力误差,构建基于机会约束条件的系统备用约束,采用随机模拟确定性转化方法。最后以可再生能源弃电率和系统运行成本最小两目标函数进行优化求解。仿真结果表明：所提方法有效提升了系统调峰能力,较常规调度方式而言,可再生能源的消纳率提高了4.27%,系统运行成本减少了5.37%。     

基负荷机组比例对孤网运行的影响分析

针对基负荷机组在电网中比例日趋增加,系统孤网运行能力逐渐降低的问题,建立了包含燃煤电厂、水电厂、燃气蒸汽联合循环电厂以及带基负荷机组电厂的复杂电力系统仿真模型,增加燃煤机组OPC控制环节,建立并改进燃气蒸汽联合循环以及水电机组模型．研究结果表明,基负荷机组比例越高,电力系统能够承受的负荷扰动越小,当对控制动态过程中频率最大偏差进行一定限制时,系统可承受最大偏差与基负荷机组比例基本呈线性关系．     

计及多种因素的水火系统负荷频率分散控制

用交迭信息法进行水火电互联系统负荷频率分数控制设计,协调了发电速率限制、发电机预热过程和调速器死区与LFC动态响应之间的矛盾。