宁夏电网自动发电控制优化策略的研究

针对宁夏电网自动发电控制(Automatic Generation Control,AGC)方式单一的问题,对目前的 AGC 控制策略进行优化。将单一的区域偏差控制(Area Control Error,ACE)划分为多区域多目标控制,主控制区主要以联络线 ACE 为主,分控制区在断面稳定裕度较大时以主控制区控制目标为主,在断面稳定裕度较小时以断面稳定控制为目标。优化结果表明:AGC 优化策略能将稳定断面和联络线交换功率控制在合格范围内,达到了宁夏电网 AGC 目标。     

基于VSG的微电网逆变器控制策略研究

针对微电网中的分布式电源出力的间歇性导致微电网功率不稳定的问题,基于虚拟同步发电机(Virtual Synchronous Generator,VSG)技术的控制方法,建立VSG的数学模型,设计了一种基于电流、电压和功率控制的反馈控制器,提出了一种全新的VSG控制策略,实现分布式电源动态特性对微电网中有功功率和无功功率的均分控制。并通过Matlab/Simulink仿真,验证了所提控制算法的有效性。结果表明:该控制策略对抑制因新能源发电并网导致的电网波动、提高电能质量具有重要意义。     

发电机励磁附加限制功能对系统稳定性的影响

为了全面分析励磁系统在电网故障时对电力系统稳定的影响,采用励磁系统主控制模型与励磁附加限制环节模型结合的方法测试不同工况下电力系统运行变化。通过分析与建模,选取典型参数、仿真阶跃扰动、近端短路等方式在仿真实验系统中进行了模拟验证。结果表明:低励限制、过励限制等附加功能参数的设置直接影响电力系统稳定水平,该方法能够更全面地反映励磁系统对电力系统的影响,可以为优化励磁控制策略、提升电网稳定水平提供指导。     

宁夏电网220kV送受电断面控制策略研究

针对电网运行中采取控制输电断面总潮流的方法来确保断面满足 N-1 原则,不能充分发挥输电断面的输电能力的问题,通过分析完全断面控制策略、不完全断面控制策略和基于支路开断分布系数的控制策略的潮流约束方程,证明了完全断面控制策略或不完全断面控制策略均偏保守,不能完全发挥输电通道的输电能力,而基于支路开断分布系数的控制方法能够最大限度发挥输电断面的功率交换能力。计算结果表明:当节点对断面中各支路的分布系数差别较大时,基于支路开断分布系数的控制方法能够大幅提高断面输电能力。     

无功交换对含大量风电场地区电网稳定性影响

针对含大量风电场的地区电网外送电时,外送联络线通道发生永久故障问题,运用电力系统综合分析程序(power system analysis softwarepackage, PSASP)仿真其动态过程,分析无功交换潮流对地区电网形成孤网后稳定性的影响,提出稳定控制策略。结果表明:无功交换潮流较小时,对孤网影响不大;当无功交换潮流较大时,应及时采取如:投退无功补偿装置、限制风电出力、切除部分负荷等措施进行稳定控制。     

微电网中典型分布式电源建模及控制策略研究

为了实现对微电网的电压与功率的控制,针对微电源类型的差异性,通过对光伏及燃料电池等分布式电源建立数学模型并进行仿真分析,研究其对微电网的影响。提出了基于电压外环、电流内环和功率环等反馈控制器和改进的下垂控制方法的微电网分布式电源分层控制策略。利用 Matlab/simulink 仿真系统,通过在并网和孤岛两种模式中微电网的运行特性及各分布式电源在不同工作环境下微电网的功率、频率和电压曲线的变化规律的分析,验证了分层控制策略的有效性。结果表明:分层控制策略能够使各分布式电源之间较好地协调,满足微电网对其运行稳定性和电能质量的要求。     

送出受限风电场有功功率控制系统设计与应用

针对目前风力发电的快速增长,部分风电集中接入地区电网送出线路及主变压器过载的问题越来越突出,影响了电网安全稳定运行的问题,依据宁夏杨家窑风电接入点电网设备运行特点,基于能量管理系统(Energy Management System,EMS),设计开发了风电场有功功率控制系统,以实现对风电场有功出力的自动控制。应用结果表明:该控制系统能有效地解决局部地区风电场出力受限的问题,对于解决同类风电集中接入点电网安全稳定运行有重要的参考意义。     

改善微电网电能质量的分层控制策略研究

微电网技术具有许多优点,但分布式电源的不稳定性将导致微电网不易运行控制,对微电网的电能质量产生不利影响。针对此问题,提出了分层控制策略,以改善和提高微电网的电能质量。分层控制包含上下 2 层,通过上层将控制信息发送到下层实现。其中,初级控制采用下垂控制方法,提出了基于电压外环、电流内环和功率环的反馈控制器。二级控制(secondarycontrol)通过向初级控制(primary control)反馈二级控制后控制逆变器的输出电压幅值和频率,使之重新达到平衡,实现系统运行的稳定性。利用 Matlab/simulink 仿真结果表明:该分层控制策略对改善微电网电能质量是有效的。     

基于虚拟同步发电机的微电网控制策略研究

针对微电网中的分布式电源出力的间歇性导致微电网频率及电压不稳定的问题,通过建立虚拟同步发电机(V irtual Synchronous Generator, VSG)控制系统的数学模型,设计了一种基于频率控制、电压控制和功率控制的反馈控制器,并给出了相应的控制方法;通过理论分析分布式电源的频率、电压特性及其对微电网频率、电压稳定性的影响,提出了能够有效抑制分布式电.源功率波动,提高微电网电能质量的控制策略。仿真结果表明:VSG能稳定地控制微电网频率、电压,具有很好的稳态性。     

宁夏电网在线安全分析系统存在问题及对策

结合宁夏电网的实际情况,逐一分析了在线安全分析系统目前存在的问题,提出了针对单一故障给出辅助决策、在系统中增加安稳策略、通过系统交互获得全网实时数据、在预想故障不安全的情况下进行断面稳定裕度评估和利用虚拟节点和小支路实现 3/2 母线故障的正确判别等解决措施。应用结果表明:改进后的在线安全分析系统在宁夏电网的实际应用中取得了一定成果,提升了宁夏电网的在线安全分析水平。     

大规模风电并网与直流运行交互影响仿真分析

为了研究大规模风电集中接入,高比例风火、电打捆外送给交直流混合电网稳定运行带来的风险,通过建立典型风、火电打捆交直流外送系统模型,从风机无功控制模式,风电场动态无功补偿,风、火电打捆比例以及直流闭锁故障等方面仿真分析了交直流混合电网中风电与直流运行的交互影响。仿真结果表明:风、火电打捆外送的交直流混合电网需要配备一定比例的常规电源,常规电源的强惯量和优良的无功电压支撑能较好地支持新能源发电并网运行,有利于降低电网系统电压的波动,减缓新能源发电波动性对电网直流运行的影响,提升电网直流运行的可靠性。     

基于Crowbar保护电路的双馈风电系统高电压穿越

针对电网电压发生骤升故障时造成的电网不稳定运行,在双馈机组转子侧加入Crowbar保护电路,增加双馈风电系统高电压穿越的能力。通过建立电网电压骤升时双馈风电机组投入Crowbar保护电路后的数学模型,并从磁链角度推导出转子侧暂态电流及其最大估算值,根据短路电流和直流侧母线耐受电压的大小,确定Crowbar电路串联的电阻值、切入和退出时间,加速系统暂态电流的衰减,实现双馈系统的高电压穿越。Matlab/Simulink仿真结果表明:控制方案增强了双馈发电系统稳定运行的可靠性,并提高了双馈风力发电系统的高电压穿越能力。     

含光伏发电的电网无功电压协调控制技术

为应对大规模光伏发电并网运行对电网电压水平的诸多不利影响,对传统的三级无功电压控制进行分析,基于电网无功电压分层分区平衡特点和复杂控制系统的分级递阶控制原理,提出利用多种无功源协调控制技术来解决因光伏发电引起的电网电压波动的方法。分析结果表明:建立光伏发电与传统无功源的协调机制,是维持含大规模光伏发电电网电压水平的可行性较强的技术方式。     

电网动态极限约束条件下的新能源实时消纳裕度计算评估方法

为了给新能源消纳工作提供量化的决策参考依据,提出了电网动态极限约束条件下新能源消纳裕度的计算方法,并建设了电网实时平衡能力监视系统,对新能源消纳状态进行实.时计算与评估。首先针对新能源消纳状态评估指标,建立了电网新能源可用发电电力,电网下调节能力,跨省、跨区通道消纳裕度,直流受端可消纳富余电力等4项量化指标。然后建设了电网实时平衡能力监视系统,并通过其完成省级、区级电网新能源调峰受阻、全网火电下调节能力等数据的计算,通过国调和分中心监视系统进行送受端省级、区级的数据交互,完成跨省、跨区通道裕度和直流受端可消纳富余电力的计算及安全校核。最后电网实时平衡能力监视系统基于以上数据和相关判据对新能源消纳状态进行动态评估。     

多馈入交直流混合系统的相互影响研究综述

在多馈入交直流混合电力系统中,因为多条直流线路落点于同一交流电网、各换流站间电气联系紧密、无功消耗大,交、直流系统间常以换流母线为纽带发生非常复杂的交互影响。本文围绕多馈入交直流系统的相互影响,概述了换相失败、功角/电压稳定性、扰动后直流输电系统的协调恢复等问题,分析了现有控制和恢复策略的特点及不足,为今后多馈入交直流系统的进一步研究提供依据。     

考虑渗滤液作用的填埋场边坡组合破坏稳定分析

随着宁夏三回送端直流群形成，电网交直流耦合特性进一步加强，直流故障后引起暂态电压升高，容易引起近区风电机组大规模脱网。通过利用机电－电磁混合仿真方法对宁夏电网三回直流闭锁故障后的暂态过电压进行仿真分析，并与暂态过电压定量评估方法进行对比。仿真与评估结果均表明，三回直流分别闭锁故障后，暂态电压均会显著抬升，抬升程度与闭锁容量、系统强度相关。     

基于ADPSS的宁夏电网多直流系统机电-电磁混合仿真对比研究

灵绍和昭沂特高压直流输电工程投运后,宁夏电网将成为我国又一高比例风火打捆.外送直流送端电网。为了准确分析交直流间相互作用以及直流受端扰动对送端的影响,在ADPSS软件中建立了宁夏电网多直流系统的机电-电磁混合仿真模型,包括西北电网机电暂态仿真模型和宁夏电网三回直流的详细电磁暂态模型。针对送受端电网不同故障类型,评估了混合仿真和纯机电暂态仿真方法下电网受扰响应行为的差异,研究结论对于电网分析计算和制定安全稳定控制措施时选择适用的工具具有参考意义。     

新能源集中接入下的宁夏电网无功规划研究

针对新能源并网容量不断增加,大规模新能源接入电网时无功电压控制困难的问题,通过研究在新能源大出力方式下系统电压水平、电压波动及严重故障时电压失稳情况,提出了动态无功补偿、低压无功补偿配置方案。研究结果表明提出的无功配置方案适用于宁夏电网新能源场站和新能源汇集站的动态无功补偿,已纳入宁夏“十三五”电网滚动规划,对于保障宁夏电网安全稳定运行具有重要意义。     

宁夏电网分区及供电能力研究

针对宁夏电网结构及运行特性发生的变化及日益严重的短路电流超标问题,本文基于宁夏电网“十三五”规划,提出将宁夏电网分为4个区域的供电分区方案。从电力电量平衡、短路电流水平、安全稳定等方面进行分析,并结合短路电流和动态电压稳定裕度指标对分区方案进行最大供电能力研究。结果表明:分区方案合理、有效,可为宁夏“十三五”电网规划提供了技术支持和决策参考。