孤岛直流外送系统自动发电控制策略研究

来源 :华北电力大学(北京) | 被引量 : 0次 | 上传用户:opou
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特高压直流因其在大电网跨区互联,长距离、大容量电力输送上具有独特优势,已成为我国远距离送电的首选方式。送端孤岛直流外送系统作为直流发展的典型应用,其可避免因直流故障导致直流潮流大面积向交流通道转移的情况,在工程规划和建设上具有极大的应用价值。但孤岛系统缺乏大电网支撑,尤其是针对风火打捆直流外送组成的孤岛,系统惯量小,调频能力有限,大规模新能源出力的随机性会对孤岛的频率稳定带来严重影响。本文旨对孤岛直流外送系统自动发电控制(Automatic Generation Control,AGC)开展研究,制定火电机组及储能电池协调控制方法与策略。根据哈郑直流工程及直流送端西北电网BPA/PSD软件数据,在PSCAD/EMTDC仿真平台搭建包含火电机组、风电场、储能电池以及HVDC的新能源孤岛直流外送系统模型;研究了基于PI环节的孤岛AGC控制器,探讨了储能参与AGC控制的方式,并对储能按不同占比响应调频功率需求的方式进行了仿真分析。基于孤岛电网规模小,模型简单,动态行为易于预测的特点,建立了计及储能荷电状态(State of Charge,SOC)恢复的AGC模型预测控制器。依据电网等效思路将孤岛电网等效为单一机网模型,推导了含储能参与AGC的直流送端孤岛电网状态空间模型,用于预测电网未来行为动态;在滚动优化阶段,根据多步预测计算ACE预测值,构造目标函数实现预测值较大时储能电池和火电机组共同调频;预测值较小时利用二次调频剩余容量对储能电池SOC进行恢复的控制目标,并在PSCAD/EMTDC进行仿真分析,验证了所提策略的控制效果。
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