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计及风电综合惯性控制的电力系统扩展频率响应模型 被引量:10
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作者 周海强 鲁锦文 +3 位作者 薛峰 宋晓芳 许剑冰 崔晓丹 《电力系统自动化》 EI CSCD 北大核心 2023年第8期198-205,共8页
现有的系统频率响应(SFR)模型对风电综合惯性控制的考虑较为简略,对场内风速差异以及转速恢复阶段等考虑不足,难以准确地反映出系统频率特性。为此,文中提出一种扩展SFR模型。首先,讨论了风电综合惯性控制的机理,分析了扰动后动态过程... 现有的系统频率响应(SFR)模型对风电综合惯性控制的考虑较为简略,对场内风速差异以及转速恢复阶段等考虑不足,难以准确地反映出系统频率特性。为此,文中提出一种扩展SFR模型。首先,讨论了风电综合惯性控制的机理,分析了扰动后动态过程中风电机组转速与系统频率的交互影响。接着,基于风电机组动力学模型,采用小信号线性化方法推导了调频阶段与转速恢复阶段的风电机组传递函数,构建了含单台等值风电机组的扩展SFR模型。对于多风速风电场,提出了基于临界风速及风速相似度的风电机组预估-修正分群方法,将处于相同阶段且动态特性相似的风电机组划为同一群进行聚合,构建了含多台等值机的扩展SFR模型。最后,将扩展SFR模型应用于修改后的10机39节点系统的频率响应计算。仿真结果表明,该模型较好地反映了风电调频对频率的影响,具有较高的精度和较快的计算速度。 展开更多
关键词 系统频率响应模型 风电机组 综合惯性控制 分群 临界风速
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风电场快速调频技术的工程实践及关键参数取值 被引量:4
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作者 肖亮 陈亦平 +3 位作者 伍阳阳 张勇 范展滔 杨林 《高电压技术》 EI CAS CSCD 北大核心 2023年第6期2536-2545,共10页
为加快推动风电场快速调频技术的工程应用,规范快速调频核心涉网参数的定值管理,首先,调研了国内外电网运行导则对风电场快速调频的技术要求,总结了国内外并网风电场快速调频实际采用的技术路线及现场实测调频能力,并提炼了有关启示,同... 为加快推动风电场快速调频技术的工程应用,规范快速调频核心涉网参数的定值管理,首先,调研了国内外电网运行导则对风电场快速调频的技术要求,总结了国内外并网风电场快速调频实际采用的技术路线及现场实测调频能力,并提炼了有关启示,同时介绍了云南电网风电场快速调频的典型实施方案以及现场实测经验。然后,提出了以直流频率限制控制器死区和频率变化率为约束的风电场快速调频涉网参数设置方法。最后,以云南电网为例开展了仿真计算。研究结果表明:云南风电场快速调频死区宜设置在±0.03 Hz到±0.05 Hz之间,建议当风电装机占比为10%~30%时,将快速调频上调限幅设置为风电场额定功率的6%~8%,调差率设置为4%~6%;当风电占比在30%以上时,建议调频上调限幅最大为风电场额定功率的6%,调差率最大设置为8%。 展开更多
关键词 新能源快速调频 风电场 一次调频 惯量响应 涉网参数 系统频率响应模型
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新型电力系统惯量支撑和调频响应特性典型建模综述 被引量:3
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作者 韩如磊 樊子铭 +4 位作者 王粟 聂子攀 邱清泉 叶华 肖立业 《电工电能新技术》 CSCD 北大核心 2023年第11期67-83,共17页
大力发展以光伏、风电为主的新能源是实现“双碳目标”、解决我国能源战略安全问题以及推动生态文明建设的重要途径。新能源电源出力具有随机性、波动性、间歇性的特点,且大多为非同步机电源,不具备传统电源对电网的惯量支撑特性。随着... 大力发展以光伏、风电为主的新能源是实现“双碳目标”、解决我国能源战略安全问题以及推动生态文明建设的重要途径。新能源电源出力具有随机性、波动性、间歇性的特点,且大多为非同步机电源,不具备传统电源对电网的惯量支撑特性。随着新能源电源渗透率的逐渐增高,传统电源容量占比逐渐降低,电力系统所面临的频率暂态稳定性问题变得愈发严重。新型电力系统暂态频率响应特性主要由惯量支撑和调频特性决定,因此,对系统惯量支撑和调频的建模以及特性分析成为新型电力系统频率稳定性研究以及解决方案设计的关键。本文旨在综述新型电力系统惯量支撑和调频特性研究过程中所需的模型,总结仿真建模过程中的典型模型和关键参数,以期为同领域的研究者在新型电力系统惯量支撑和调频研究过程中提供有益的参考。 展开更多
关键词 惯量支撑 调频 系统频率响应模型
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计及工作点偏移的减载风电系统频率响应模型
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作者 张龙 孙丹 +1 位作者 张旭 年珩 《电力系统自动化》 EI CSCD 北大核心 2024年第16期79-87,共9页
随着风电并网容量不断升高,利用减载风电机组参与一次调频对保障系统频率稳定性具有重要意义。然而,风机的工作点会随其转速变化而发生偏移,使得风机的实际一次调频贡献小于期望值。为此,文中首先分析了频率故障后风电机组减载功率跟踪... 随着风电并网容量不断升高,利用减载风电机组参与一次调频对保障系统频率稳定性具有重要意义。然而,风机的工作点会随其转速变化而发生偏移,使得风机的实际一次调频贡献小于期望值。为此,文中首先分析了频率故障后风电机组减载功率跟踪控制与综合惯量控制的交互影响,指出了风机工作点偏移导致其调频效果削弱的基本原理。其次,基于风机的转子运动方程推导了风电功频传递函数,建立了计及减载风电机组工作点偏移的系统频率响应模型,并利用最小二乘法对其进行降阶,推导了系统频率最低点的解析式。然后,针对虚拟惯量控制的频率恢复期间引起功率倒流、微分环节放大噪声等缺点,提出利用下垂控制替代综合惯量控制。同时,为使减载风电机组获得期望的调频效果,基于频率最低点和稳态频率指标对风机控制参数进行了修正,提出了两种等效下垂系数的计算方法。最后,在MATLAB/Simulink平台建立了四机两区域模型,验证了所提降阶方法及修正方法的有效性。 展开更多
关键词 风电机组 系统频率响应模型 降阶 惯量控制 等效下垂系数
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风电参与电网频率支撑的快速仿真模型 被引量:2
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作者 彭琰 马骏超 +3 位作者 金宇清 王晨旭 黄小俊 孙黎霞 《浙江电力》 2022年第5期40-46,共7页
风电参与电网频率支撑对于维护电网安全稳定运行具有重要意义。MATLAB作为常用仿真软件只能构建小规模的含风电电力系统模型,并且仿真速度缓慢。为了在MATLAB中开展风电频率支撑控制研究并提高研究效率,构建了一种基于风电机组简化模型... 风电参与电网频率支撑对于维护电网安全稳定运行具有重要意义。MATLAB作为常用仿真软件只能构建小规模的含风电电力系统模型,并且仿真速度缓慢。为了在MATLAB中开展风电频率支撑控制研究并提高研究效率,构建了一种基于风电机组简化模型和电网频率响应模型的快速仿真模型。首先以双馈感应风力发电机为例,提出了一种仅保留机械动态过程的风电机组模型简化方法;然后,提出了一种排除风电频率支撑作用的电网SFR(频率响应)模型获取方法;接着,通过风电机组简化模型和电网SFR模型相整合获得快速仿真模型;最后,通过算例验证了快速仿真模型的有效性和高效性。结果表明,构建的快速仿真模型的频率响应与完整电力系统模型一致,风电场采用单机等效时的仿真速度可提高130倍以上,风电场保留全部机组时的仿真速度提高了近1100倍,显著提高了在MATLAB软件下进行风电参与电网频率支撑研究的效率。 展开更多
关键词 风力发电 快速频率响应 一次调频 系统频率响应模型
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计及锅炉热动态影响的机组一次调频能力评估方法 被引量:2
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作者 李兆伟 张恒旭 +3 位作者 曹永吉 李常刚 高志民 秦昊 《山东大学学报(工学版)》 CAS CSCD 北大核心 2022年第5期35-43,共9页
考虑锅炉在频率稳定分析中对机组的影响,提出计及热动态的机组一次调频能力评估方法。构建含锅炉热力学动态过程的扩展系统频率响应(extended system frequency response, ESFR)模型,推导扰动事故后频率动态响应在一次调频时间尺度下的... 考虑锅炉在频率稳定分析中对机组的影响,提出计及热动态的机组一次调频能力评估方法。构建含锅炉热力学动态过程的扩展系统频率响应(extended system frequency response, ESFR)模型,推导扰动事故后频率动态响应在一次调频时间尺度下的时域表达式。构建综合频率偏移幅值和时间的评估框架,以量化表征一次调频能力。基于广域量测信息计算并校正ESFR模型参数,估计扰动事故后频率动态响应的特征量,实现对一次调频能力的量化。算例分析表明,本研究模型和方法能够减小频率动态响应分析和一次调频能力评估的误差。 展开更多
关键词 频率稳定 系统频率响应模型 量化评估 一次调频
原文传递
考虑风-储-直参与调频的电力系统频率特征定量分析 被引量:20
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作者 周霞 刘懿诗 +1 位作者 戴剑丰 张腾飞 《电力系统保护与控制》 EI CSCD 北大核心 2023年第6期30-44,共15页
以风电、储能、柔性直流输电为代表的高比例可再生能源和大量电力电子设备的并网,使得电网中传统火电的比例下降,这将在一定程度上影响电力系统的频率稳定性。为定量分析风电、储能、柔性直流输电系统参与调频下电力系统的频率特征,首... 以风电、储能、柔性直流输电为代表的高比例可再生能源和大量电力电子设备的并网,使得电网中传统火电的比例下降,这将在一定程度上影响电力系统的频率稳定性。为定量分析风电、储能、柔性直流输电系统参与调频下电力系统的频率特征,首先提出多种调频资源参与调频下的电网频率特征定量分析总体思路,建立风-储-直调频频率响应模型。然后基于频率特性传递函数对电力系统稳态频率偏差、初始频率变化率、最大频率偏差和频率安全裕度进行理论推导;且定量分析了稳态频率偏差变化规律以及惯性时间常数、辅助调频单元控制比例系数对频率稳定性的影响,并计算稳态频率偏差与功率扰动的关系。最后,基于仿真软件验证了所提分析方法的可行性和有效性。仿真表明所提方法可有效定量分析电力系统频率特征,可为双高电力系统下电网频率安全稳定运行与控制提供指导依据。 展开更多
关键词 双高电力系统 频率响应模型 风-储-直调频 频率特征定量分析
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基于低阶频率响应模型的双馈风电机组下垂系数修正方法 被引量:14
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作者 全锐 潘文霞 刘明洋 《电力系统自动化》 EI CSCD 北大核心 2018年第1期68-73,90,共7页
在频率下垂控制期间,由于减载备用曲线运行点会随转子转速变化而发生偏移,造成双馈风电机组实际贡献的一次调频能力低于设定期望值。为了解决这一问题,首先根据小信号分析理论建立了由双馈风电机组与火电机组构成的分布式系统低阶频率... 在频率下垂控制期间,由于减载备用曲线运行点会随转子转速变化而发生偏移,造成双馈风电机组实际贡献的一次调频能力低于设定期望值。为了解决这一问题,首先根据小信号分析理论建立了由双馈风电机组与火电机组构成的分布式系统低阶频率响应模型。然后利用该模型分别推导出评估双馈风电机组实际与期望一次调频能力的量化计算式,提出将设定的下垂系数乘以一个缩小因子后,可使双馈风电机组贡献出期望一次调频能力。最后选用某实际分布式系统对提出的下垂系数修正方法进行了有效性验证,仿真结果表明,当双馈风电机组采用所述方法进行下垂系数修正后,不仅能使系统准稳态频率偏差达到期望水平,还进一步改善了系统最大频率偏差。 展开更多
关键词 一次调频能力 小信号分析 低阶频率响应模型 双馈风电机组 下垂系数 准稳态频率偏差
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抽水工况双馈可变速抽蓄机组机电暂态建模及有功–频率耦合特性 被引量:9
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作者 陈亚红 邓长虹 +4 位作者 刘玉杰 徐正华 李定林 陈满 彭鹏 《中国电机工程学报》 EI CSCD 北大核心 2022年第3期942-956,共15页
传统定速抽蓄机组在抽水工况下输入功率无法连续调节,不具备参与电网调频能力。双馈式可变速抽蓄机组是一种新型的水电系统,由于抽水工况下转速连续可调,在保证静态扬程的前提上,通过变速运行,机组输入功率调节范围拓宽。为挖掘机组参... 传统定速抽蓄机组在抽水工况下输入功率无法连续调节,不具备参与电网调频能力。双馈式可变速抽蓄机组是一种新型的水电系统,由于抽水工况下转速连续可调,在保证静态扬程的前提上,通过变速运行,机组输入功率调节范围拓宽。为挖掘机组参与电网调频潜能,首先建立抽水工况可变速机组的简化机电暂态模型,该模型以抽水工况可逆水泵水轮机运行特性为基础,考虑了流体在过流管道内的动态特性,并计及导叶的附加摩擦效应;然后从水力的角度揭示了抽水工况机组具备调频能力的本质原因;阐明了抽水工况机组改善电网频率特性的机理,并给出了控制器参数的推荐范围。最后,仿真和实验结果验证所提抽水工况机组改善电网频率特性的能力。 展开更多
关键词 抽水工况 双馈可变速抽蓄机组 频率调节 频率特性 改进型系统频率响应模型
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基于断面信息的多区域互联系统频率响应模型参数估计方法 被引量:4
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作者 王洵阳 李霞林 +3 位作者 郭力 赵梓含 王洪达 王成山 《电网技术》 EI CSCD 北大核心 2022年第11期4277-4287,共11页
针对计及新能源惯量和频率支撑的多区域互联系统等效频率响应模型的参数估计问题,该文提出了一种基于联络线断面信息的简单方法,用以估计各区域等值机组与新能源场站的频率响应特性。首先基于区域内新能源场站至并网点联络线的断面有功... 针对计及新能源惯量和频率支撑的多区域互联系统等效频率响应模型的参数估计问题,该文提出了一种基于联络线断面信息的简单方法,用以估计各区域等值机组与新能源场站的频率响应特性。首先基于区域内新能源场站至并网点联络线的断面有功功率与频率信息,估计区域内新能源场站虚拟惯量与有功-频率下垂系数。在此基础上,基于区域间联络线断面在惯量响应和一次调频时间尺度上的频率与传输有功功率数据,估计区域等值机组惯量与一次调频参数。然后结合各区域参数估计结果,构建完整系统频率响应模型。最后通过在PSCAD/EMTDC中搭建标准IEEE 5区68节点算例验证了所提频率响应模型及其参数估计方法的有效性。此外,在含50k W的柴油发电机和50k W基于虚拟同步控制技术的储能变流器的实际微电网系统中,进一步验证了所提估计方法的有效性。 展开更多
关键词 多区域互联系统 频率响应模型 同步机组 新能源场站 惯量估计 一次调频参数估计 断面信息
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