相比常规同步发电机,风电机组有功响应与电网频率解耦,不具备主动频率响应能力,给高比例新能源接入电网后的频率稳定带来新挑战.风电经虚拟同步发电机技术改造后具备主动调频能力.该文针对预留备用容量及转子惯性控制两种主动调频控制方式开展现场测试,测试结果表明风电虚拟同步发电机具备有功功率支撑能力.针对现场实测发现的风电虚拟同步发电机退出调频时有功功率跃变、电磁转矩和桨距角协调控制不当等工程应用问题进行闭环优化.

以10 MW级深冷液化空气储能发电系统为研究对象,简要介绍了技术原理、系统构成、主要设备及工艺流程,并从自动控制视角,分别设计了储、释能阶段的启动方法.基于该自动启动方法,可完成储能阶段空气净化及压缩、空气液化、储热和蓄冷子系统的联合运行以及释能阶段储热、蓄冷和膨胀发电子系统的联合运行,实现了储能阶段自动达到额定出液量及释能阶段自动满足额定发电量的需求,提高了能量型机械储能系统对电网负荷变化的响应速度.

立足于提高深冷液化空气储能系统能量转换效率,建立了深冷液化空气储能系统的热力学模型,借助Aspen Plus商用软件建立了热力计算的稳态仿真模型.模型验证工作说明了仿真模型的计算准确性.开展了设计工况下系统热力学分析研究,结合系统性能参数,分析了系统效率较低的原因并指出了优化方向;研究了压缩机级数、压缩机级间冷却方案和膨胀机级数等系统关键运行参数对系统及部件性能的影响规律.结果 表明:系统采用原始设计方案时,压缩热利用率仅有38.42％,导致系统效率较低,仅为31.11％,可通过改善系统压缩热利用情况显著提升系统效率;当压缩机级数减少、采用无级间冷却方案时,膨胀机入口再热温度显著增加,使得系统效率大幅提升;随着膨胀机级数的增多,膨胀环节压缩热利用总量越多,系统效率越高.在此基础上,进一步探究了系统内部耦合提效方法,提出了一种系统优化设计方案,相较于原始设计方案,压缩热利用率提高至64.12％,系统效率提升至41.82％.研究结果可为深冷液化空气储能系统优化及其工程应用提供理论参考.

为了探究液态压缩空气储能系统工作参数对系统性能的内在作用机理及系统能效提升方法,建立了该系统的热力学模型.应用Aspen Plus软件进行流程仿真,对系统进行了热力学特性分析,并深入研究了液态空气储能压力对系统各单元及系统能效的影响规律.研究结果表明:较高品位的压缩余热和较小的循环空气流量可有效提升系统余热再利用率,显著提升系统性能;当储能压力由0.86 MPa提升至1.67 MPa时,系统压缩热的品位得以提升,膨胀机级间再热温度由114℃提升至160℃,同时可降低循环空气流量约0.5％,使得压缩机耗功降低,同时膨胀机输出总功增加,系统效率由31.61％提升至42.54％;储能压力的提升有利于降低低温储罐漏热,并减少制冷膨胀机出口带液量,可进一步改善系统的整体性能.

研究了大型风电场联合集中式储能系统参与电网一次调频的可行性与经济性,并提出一种风储联合调频控制策略.统计分析了正常运行与发生功率缺额事件下实际电网的频率特性,仿真验证了新能源机组参与电网一次调频的必要性;类比火电机组一次调频原理,提出了新能源机组参与一次调频的基本条件;分析了风电机组基于转子惯量、预留备用和配置储能3种调频方案的技术经济性,指出风电场装配集中式储能以承担一次调频是更为经济有效的调频方案.旨在充分利用风机转子惯量以减少配置储能容量,提出一种风储协调的调频控制策略,有效减少储能容量.

中国“三北”地区可再生能源装机占比普遍超过30％,高比例新能源电力系统形态已经基本形成.传统新能源电站面对高比例新能源接入电网频率/电压的扰动,无法提供有效的主动调频/调压支撑能力,会导致电力系统惯性和阻尼降低,给电网的安全稳定运行提出重大挑战.中国国家电网公司于2016年在张北风光储电站启动建设首个用于大电网的虚拟同步机示范工程,探索虚拟同步机多种实现方式和技术路线的可行性与经济性,已经取得阶段性成果.文中针对风电、光伏单元式虚拟同步机的不同技术路线进行了对比分析,介绍了虚拟同步发电机示范工程的进展情况,阐述了单元式、电站式两种虚拟同步机实现方式的工程实施方案,对已改造设备的运行情况进行了初步分析,对已改造设备的控制效果进行了实测验证.最后,文章对区域电网中虚拟同步机的控制应用方式以及预期效果作了初步分析,对关键技术的发展作了展望.

Virtual synchronous generator(VSG)technology is widely concerned because it can help renewable power generation equipment equipped with frequency and voltage support capabilities similar to synchronous machines.The models and control strategies of VSG are now focused on and VSG is mainly applied in the microgrid.Started with the difficulties encountered in the demonstration project of the large-capacity grid-connected renewable VSG,combined with the relevant technical problems of renewable energy development,the safe and efficient operation problems of the grid-connected VSG in the complex conditions are summarized as the grid-connected adaptability of VSG,including grid-connected stability,fault ride-through, and frequency support based on rotor inertia of wind power VSG.For various aspects of grid-connected adaptability problems, the existing research results and limitations are summarized,relevant research progress is specially introduced,and the future research directions are prospected.

随着信息技术发展,数据已经成为企业重要的战略资产.智能电网发展和企业管理变革对数据资源价值提升提出了更高要求. 国网冀北电力有限公司立足确保首都供电安全、服务冀北地区经济社会发展和国家新能源发展的"一保、两服务"职责,以构建卓越企业为指引,积极应用大数据技术开展电网生产、优质服务和经营管理等领域的研究实践,为企业发展注入新的动力.

AC system equivalence is needed in HIL(Hardware-In-Loop) test to give the considerations of simulation scale and interaction between AC and DC,for which,a method of large-scale AC system equivalence is proposed based on the principle that the short circuit capacities before and after equivalence should be consistent.The rated capacity and access reactance of equivalent generator are set according to the short circuit current of equivalent node.A new criterion is proposed based on the short circuit current contribution ratio according to the relationship between short circuit current and dynamic system characteristics,which is used to choose the dominative controller of equivalent generator and calculate the controller parameters.The static Ward equivalence is improved to eliminate the conditions of negative resistance and negative generator active power output.As an example,the system voltages,power flows and short circuit capacities before and after equivalence are compared and the post-fault dynamic response characteristics are analyzed,verifying the effectiveness of the proposed method.