多区域互联电网的分散式模糊PID负荷频率控制

为了有效改善多区域互联电网的动态稳定性,提出一种分散式模糊PID负荷频率控制方法.该方法为互联电网每个区域设计一个模糊PID控制器,以区域频率偏差和联络线功率偏差为控制目标,根据区域控制偏差的变化量,运用模糊推理,在线修正PID调节参数,从而控制互联电网快速趋于动态稳定.针对三区域环型互联电网,考虑发电速率的限制,对其负荷扰动和模型参数摄动进行仿真.结果表明:与传统PID算法相比较,所提出的方法具有更强的适应性、鲁棒性及扰动抑制能力,能使系统取得更好的动态控制性能.     

基于Matlab GUI的电力系统自动发电控制仿真平台设计

利用Matlab中的图形用户界面(GUI),设计了一个电力系统自动发电控制(AGC)仿真平台.该平台应用于电力系统单区域一次、互联电网二次调频,同时加入控制策略模块,用于经典PID和模糊PID控制策略的分析.该仿真平台可直观地反映AGC系统调节下的频率变化趋势,以及两种控制策略的性能优劣,同时可便捷地设置参数.     

兼顾超低频振荡抑制和调频性能的自动发电控制参数优化

直流异步联网工程投运后,高水电占比送端电网已多次出现由于自动发电控制(Automatic Generation Control, AGC)环节不稳定导致的频率振荡现象。针对该问题,本文提出了兼顾AGC模式超低频振荡抑制和调频性能的AGC控制参数优化方法。首先建立了高水电占比送端电网的负荷频率控制模型,并基于该模型分析了AGC控制参数与系统频率稳定之间的相互影响关系。在此基础上,定义特征阻尼系数(Characteristic Damping Index, CDI)作为AGC环节阻尼性能指标,建立综合优化目标函数,并采用粒子群优化算法进行求解。最后,对优化结果进行了仿真验证,仿真结果表明,采用本文方法能够在保证AGC调频性能的同时有效提高AGC控制系统的阻尼水平,抑制AGC模式超低频振荡。     

考虑区域间互联电网时延差异性的分布式AGC方法

针对区域互联电网自动发电控制(AGC)过程中系统间传输时延的随机性与差异性问题,提出一种分布式模型预测控制(DMPC)方法.首先,在考虑互联电网区域时延存在差异性的前提下,构建互联电网AGC系统模型;然后,针对互联电网AGC系统的分布式特征,对DMPC方法进行讨论,分析在DMPC框架下时延的处理模式;最后,分别以阶跃与随机负荷曲线为扰动变量,获取互联电网频率控制效果曲线.仿真结果表明:在考虑区域间时延随机性与差异性的情况下,所提方法能够保证系统良好的动态响应性能,验证了此方法的可行性和有效性.     

双馈风力发电机的一次调频控制

风电机组并网冲击导致系统惯性降低,双馈风机发电机可通过对励磁电流的控制改变电机转速,从而利用转子动能调节功率支撑,减小对电网的扰动.针对变速风电机组的综合调频问题,通过对风力发电机一次调频特性的分析,结合矢量控制调功、附加功率惯性控制和PI变桨控制技术,实现了双馈风机一次调频组合控制,基于Matlab搭建了双馈风机发电系统仿真模型,仿真结果显示所采用的组合控制方案能对系统提供功率支撑,提高了系统频率稳定性.     

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。     

含VSC-HVDC电网扰动后暂态频率解析模型

通过附加频率控制,柔性直流输电(voltage source converter based high voltage direct current,VSCHVDC)参与电网调频,其快速控制特性可改善调频效果。文章基于潮流模型,计及同步发电机转子运动方程及调速系统,推导发电机转速与负荷扰动关系;考虑VSC-HVDC附加有功-频率下垂控制,提出电网暂态频率解析模型。IEEE 14节点算例分析表明,VSC-HVDC确实可改善暂态频率;量化解析模型和时域仿真结果误差验证了前者的准确性;比较两者误差计算时间,验证解析模型计算效率;修改VSC-HVDC附加控制器参数,验证解析模型在不同运行条件下的适用性。     

基于趋势提取的火电机组负荷响应能力评价

自动发电控制(AGC)技术是维持电力系统发电与负荷实时平衡,保证电力系统频率质量和安全运行的重要技术手段。为解决当前电网调度中心所使用的AGC性能评价方法受噪声影响大与机组出力超出目标死区无法读数的问题,提出一种新的AGC性能评价方法,通过分段线性表达技术提取机组实发功率的变化趋势,自动划分静态、动态等不同响应阶段,进而获得关键数据点计算性能指标。与现有方法相比较,基于趋势提取评价AGC性能指标的方法受噪声影响较小、评价结果更加准确。本方法可较好地解决目前性能评价方法中受噪声影响大与超出调节死区无法读数的问题,并且剔除了一次调频对AGC性能评价的影响。     

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.