随着互联电网中可再生能源渗透率(REP)水平的提高,并网常规同步发电机占比不断降低,导致系统惯性下降,系统惯性不足给系统频率稳定性带来挑战。电池储能系统(BESS)作为优质的调频资源,在高REP水平下对维持系统频率稳定发挥着重要作用。为在系统调频中配置合适的BESS功率,本文提出了一种考虑REP约束的BESS功率配置方案(PCS)。具体而言,PCS中包含了在系统频率稳定的前提下获取互联电网REP边界的过程,并在分析BESS对REP边界影响的基础上进一步确定BESS的最优功率配置。此外,在 MATLAB/Simulink 中建立了澳大利亚五区互联电网的仿真模型,并对所提出的 REP 约束 PCS 进行了验证和分析。最后,结果显示,PCS 可以充分利用 BESS 在频率调节方面的优势,并满足特定 REP 水平下频率稳定性的系统要求。
注 1.— 所有对“无线电规则”的引用均指国际电信联盟 (ITU) 发布的《无线电规则》。 《无线电规则》会根据通常每两至三年举行一次的世界无线电通信大会《最后文件》中所体现的决定不时进行修订。有关国际电联与航空无线电系统频率使用相关的流程的更多信息,请参阅《民航无线电频谱要求手册》,其中包括经批准的国际民航组织政策声明(Doc 9718)。
我们认识到采取实际需要的行动需要改善NEM中当前的系统频率控制框架,并同意AEMC和AEMO位置,即近年来系统频率一直在恶化。同时,自2017年引入Hornsdale Power储备以来,电池存储已被证明在管理频率稳定性和恢复方面特别有价值 - 在南澳大利亚州的岛屿电力系统中提供了优质的应急和监管频率服务,在南澳大利亚州的岛屿电力系统中 - 在那里,网格尺度的电池由Aemo控制,以支持广泛的风暴范围内的网格稳定性,并出现了超级风暴,并出现了临时,并出现了意外。特斯拉建议立即采取步骤来奖励这种高级法规响应,并在正在进行的频率改革之前。作为下一步,应在紧迫的情况下进行FFR,并将视线发展为2021/22实施。向前迈进,在各个尺度上进行存储 - 传输,分布和仪表后面 - 在各种形式的范围内 - 独立,共同的和汇总 - 将成为澳大利亚能量组合的越来越重要的组成部分,提供了所有基本服务。因此,至关重要的是,任何频率改革都不直接或无意中拒绝将来的存储项目的吸收,或者沿着极大的实施时间范围进行。
摘要 本文介绍了 BESS 运行对高压输电网的影响。本文主要考虑了有功功率与频率之间的关系问题。检查了 BESS 如何影响一次频率调节过程。对三种频率调节器进行了建模,它们是整个储能调节系统的一部分。实施了“下垂”型和 PI 调节器模型。此外,由于通过电力电子转换器连接到网络的电源份额增加,从而导致系统惯性减小,因此决定研究虚拟惯性对系统频率响应的影响。为此,对将虚拟惯性引入系统的 PWM 转换器控制系统进行了建模。
由于能源生产地与消费地距离遥远,以特高压输电为骨干网络的大容量、长距离输电通道建设正在全面加速。以我国为例,风电、太阳能、水电、核电等重点开发地区多集中在西南、西北、东北和华北地区,而电力消费中心则主要集中在中部和东部地区。对于大容量长距离输电通道,一旦发生严重故障导致电网局部断线,可能导致整个电网大面积的功率重新分配。目前特高压直流母线电压高达±1100kV,一旦发生换相失败或直流闭锁,将增加系统频率和频率波动的风险。
系统上的所有发电机都可以看到频率正在下降,并将其用作发生的信号。频率的逐渐下降提供了时间(多秒),以便其他传统发电机和当今网格跟随逆变器都可以调整其功率输出以有助于电网的重新平衡。但是,随着传统发电厂数量的数量较少,传统的同步惯性较少意味着在电网干扰后系统频率可能会更快。这为其他发电厂的检测和响应提供了更少的时间,可能会导致当今的某些网格跟随逆变器失去与系统的同步或稳定性,并断开连接。需要逆变器,即使在系统强度较低的情况下,也可以更快地响应更快的动态事件并保持稳定的同步。逆变器,即使在系统强度较低的情况下,也可以更快地响应更快的动态事件并保持稳定的同步。
摘要 — 通过通信网络运行的同步发电机和储能系统的集成给电网带来了新的挑战和脆弱性,网络攻击可能会破坏传感器测量或控制输入并中断频率调节等功能。本文提出了一种防御方法,用于设计施加在每个发电和储能单元上的弹性运行约束,以防止任何攻击序列将系统频率推向不安全状态。弹性操作约束是通过使用电力系统可达集的椭圆近似来找到的,从而导致具有线性矩阵不等式的凸优化问题。具有同步发电和储能的单区域电力系统的数值结果表明,弹性约束如何提供安全保障,以防止影响频率测量或控制器设定值的任何类型的攻击。
摘要 可再生能源 (RER) 具有诸多优势,正在迅速发展以满足全球很大一部分能源需求。据预测,RER 发电在未来能源行业的重要性将继续增加。尽管 RER 具有众所周知的所有优势,但它的整合对系统稳定性和可靠性提出了一些挑战。RER 的低惯性特性和间歇性输出会给本来就不稳定的电网频率带来额外的变化。随着 RER 逐渐取代传统发电机,系统调节能力和可靠性会降低。本文回顾了 RER 整合对系统频率响应的挑战以及这些挑战如何影响系统可靠性。讨论了在确保系统安全性的同时减轻与增加 RER 整合相关的挑战的高级方法,并以简明的形式提供了必要的数学背景。开发了一个基于稳定性约束确定 RER 渗透最大水平的模型。讨论了推进 RER 整合的新兴方法。
随着光伏和风能的快速发展,电力系统中可再生能源的穿透速率正在逐渐增加。 此升级构成了一个挑战,因为它导致功率网格的惯性和阻尼不断减少,从而突出了电力系统中频率稳定性问题。 这是应对这种风险的有效措施之一,可再生能源(例如风力涡轮机)积极地为电网提供频率支持。 本文研究了风力涡轮机对系统频率支持的贡献的研究,考虑了两个方面:惯性支持和初级频率调节能力。 随后,分析了风力涡轮机支持系统的频率控制方法,强调了转子动能控制和动力储备控制在促进频率支持中的作用。 引入了风力涡轮机的瞬态频率支持能力的评估,并结合了控制方法,控制器参数和瞬态频率支持的持续时间。 提出了关键指标,包括瞬态频率支持阶段的累积能量和频率变化率指数,以定量评估风力涡轮机的瞬态频率支持能力。 这些指数为风力涡轮机瞬态频率支持功能的定量评估提供了一个全面的框架。随着光伏和风能的快速发展,电力系统中可再生能源的穿透速率正在逐渐增加。此升级构成了一个挑战,因为它导致功率网格的惯性和阻尼不断减少,从而突出了电力系统中频率稳定性问题。这是应对这种风险的有效措施之一,可再生能源(例如风力涡轮机)积极地为电网提供频率支持。本文研究了风力涡轮机对系统频率支持的贡献的研究,考虑了两个方面:惯性支持和初级频率调节能力。随后,分析了风力涡轮机支持系统的频率控制方法,强调了转子动能控制和动力储备控制在促进频率支持中的作用。引入了风力涡轮机的瞬态频率支持能力的评估,并结合了控制方法,控制器参数和瞬态频率支持的持续时间。关键指标,包括瞬态频率支持阶段的累积能量和频率变化率指数,以定量评估风力涡轮机的瞬态频率支持能力。这些指数为风力涡轮机瞬态频率支持功能的定量评估提供了一个全面的框架。
随着可再生能源和电力电子技术的渗透率不断提高以及系统惯性不断下降,快速频率调节 (FFR) 正成为提高电力系统频率稳定性的关键措施。尽管已经提出了不同的控制方法来为风力发电机 (WTG) 提供有限的虚拟惯性和频率支持能力,但尚未充分研究 WTG 和电池储能系统 (BESS) 之间的协调以及潜在的优化优势。本研究提出了一种 WTG 和 BESS 的协调控制,为交流系统提供 FFR,同时延长电池的循环寿命。首先,提出了一种经济高效且基于 SOC 的 BESS 单独 FFR 策略。然后,通过分析 WTG 的运行特性,提出了一种适用于所有风速下的 WTG-BESS 混合系统的协调 FFR 方法。提出的协调策略在不同运行条件下提高了 FFR 性能,延长了电池的循环寿命并降低了电池成本。基于变化风速的模拟结果表明,提出的FFR策略提高了频率最低点并避免了频率二次下降。