含虚拟同步机的微电网频率稳定约束优化调度研究
项目介绍
AI项目解读
基本信息
- 批准号:51707017
- 项目类别:青年科学基金项目
- 资助金额:25.0万
- 负责人:
- 依托单位:
- 学科分类:E0704.电力系统与综合能源
- 结题年份:2020
- 批准年份:2017
- 项目状态:已结题
- 起止时间:2018-01-01 至2020-12-31
- 项目参与者:林莉; 詹俊鹏; 钟隽; 瞿小斌; 彭穗; 王元萌; 杨彪;
- 关键词:
项目摘要
Virtual Synchronous Machines (VSM) improve the grid integration compatibility of distributed energy resources. Therefore, there is a wide prospect for deployment of VSM in microgrids. However, traditional optimal dispatch methods are difficult to ensure a microgrid with sufficient inertial and frequency stability adequacy to withstand a major disturbance. . To fully take advantage of VSM's virtual inertial and frequency control characteristics, so as to enhance a microgrid’s resilience to withstand major frequency disturbances and also lower the operating cost, this proposed program will focus on the “Microgrid Frequency Stability Constrained Optimal Dispatch (FSCOD) With Virtual Synchronous Machines” . First, analyzing the impact mechanism of frequency stability of a microgrid enabled with mixed VSM, building analytical models of inertia, reserve and frequency stability constraints. Then, studying the corresponding FSCOD models for a microgrid operated in connected or isolated modes, proposing a reformulation approach with bound tightening and dynamic segmentation techniques to efficiently solve the models. Lastly, taking the frequency support benefits of customer owned VSM into account, building an FSCOD model with multiple decision-makers, and exploring the fast Analytical Target Cascading algorithm embedded with objective approximation and proximity operator. Results of this proposal would provide fundamental theoretical support for the optimal energy management of VSM dominated microgrids.
虚拟同步机(VSM)可有效改善分布式能源并网兼容性,在微电网中具有广阔的应用前景。传统优化调度方法难以确保微电网在扰动事件下具有足够的惯性和频率稳定裕度。为了充分利用VSM的虚拟惯量和有功调频特性,增强微电网的频率抗扰能力和运行经济性,本项目紧扣“含虚拟同步机的微电网频率稳定约束优化调度”开展研究:剖析混杂VSM交互作用对微电网频率稳定的影响机理,构建计及VSM的微电网转动惯量、旋转备用与频率稳定约束解析模型;建立不同运行模式下耦合混杂VSM运行特性的微电网频率稳定约束优化调度模型(FSCOD),提出基于边界紧缩和多元动态分割的高效变形重构求解技术;建立激励用户私有VSM参与调频的微电网多主体FSCOD决策模型,引入目标逼近和近邻算子实现快速目标级联求解。项目预期成果可为虚拟同步机接入下的微电网能量优化管理提供基础理论支持。
结项摘要
含高密度分布式新能源的微电网在有功扰动事件下(如并网运行时联络线突然中断、孤岛运行时机组停运或负荷剧烈波动)易出现频率失稳。多类型虚拟同步机(VSM)的混杂并网可增加微电网运行控制的灵活性,但不同资源的功率协调控制与能量管理是含VSM的微电网需解决的关键问题。为了充分利用VSM的虚拟惯量和有功调频特性,本项目紧扣“含虚拟同步机的微电网频率稳定约束优化调度”开展研究:构建了耦合混杂VSM(光伏VSM、风机VSM、储能VSM)虚拟惯量及有功调频特性的微电网频率响应模型,量化VSM个体及聚类对微电网惯量与备用支撑的贡献度,提出了计及混杂VSM的微电网转动惯量计算方法和旋转备用容量修正计算策略;基于多层极限学习机、堆栈降噪自动编码器等数据驱动方法建立关键特征与频率变化率、暂态极值频率偏差、准稳态频率偏差等指标的非线性映射关系,实现频率稳定的在线智能化评估;给出了微电网最低惯量需求的定义,综合考虑影响微电网惯量需求的关键因素,构建了适用于并网和孤岛运行模式的微电网最低惯量需求评估模型;建立耦合VSM虚拟惯量与备用支撑的微电网频率稳定约束的解析表达式,分别考虑计划/非计划脱网事件和内部功率扰动事件,建立与并网和孤岛模式频率响应能力相适应的微电网频率稳定约束优化调度(FSCOD)模型,实现含VSM多主体FSCOD问题的优化决策。本研究可有效评价多类型VSM参与下的微电网惯量与备用需求,在满足事故暂态频率指标限制情况下对各运行时间点混杂VSM的功率基准值与荷电状态、传统机组启停状态和出力、多类型发电资源备用容量及其分布情况进行协调优化。项目成果可为VSM接入下的微电网能量优化管理提供基础理论支持,对于增强微电网频率抗扰能力、提高VSM利用率和促进分布式可再生能源友好接纳具有重要意义。
项目成果
期刊论文数量(12)
专著数量(0)
科研奖励数量(0)
会议论文数量(4)
专利数量(1)
低惯量电力系统频率稳定分析与控制研究综述及展望
- DOI:10.16081/j.epae.202009043
- 发表时间:2020
- 期刊:电力自动化设备
- 影响因子:--
- 作者:文云峰;杨伟峰;林晓煌
- 通讯作者:林晓煌
Frequency Stability Enhancement of Integrated AC/VSC-MTDC Systems With Massive Infeed of Offshore Wind Generation
通过海上风力发电的大规模馈电增强集成 AC/VSC-MTDC 系统的频率稳定性
- DOI:10.1109/tpwrs.2018.2792906
- 发表时间:2018-01
- 期刊:IEEE Transactions on Power Systems
- 影响因子:6.6
- 作者:Wen Yunfeng;Zhan Junpeng;Chung C. Y.;Li Wenyuan
- 通讯作者:Li Wenyuan
构建100%可再生能源电力系统述评与展望
- DOI:10.13334/j.0258-8013.pcsee.192031
- 发表时间:2020
- 期刊:中国电机工程学报
- 影响因子:--
- 作者:文云峰;杨伟峰;汪荣华;胥威汀;叶希;李婷
- 通讯作者:李婷
基于改进堆栈降噪自动编码器的预想事故频率指标评估方法研究
- DOI:10.13334/j.0258-8013.pcsee.181768
- 发表时间:2019
- 期刊:中国电机工程学报
- 影响因子:--
- 作者:赵荣臻;文云峰;叶希;唐权;李文沅;陈云辉;瞿小斌
- 通讯作者:瞿小斌
基于多层极限学习机的电力系统频率安全评估方法
- DOI:10.7500/aeps20180629012
- 发表时间:2019
- 期刊:电力系统自动化
- 影响因子:--
- 作者:文云峰;赵荣臻;肖友强;刘祯斌
- 通讯作者:刘祯斌
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其他文献
基于概率有序树的预想故障集贪心筛选算法及其在可靠性评估中的应用
- DOI:10.13334/j.0258-8013.pcsee.2016.08.005
- 发表时间:2016
- 期刊:中国电机工程学报
- 影响因子:--
- 作者:焦昊;文云峰;郭创新;朱炳铨;徐立中
- 通讯作者:徐立中
表征内部潜伏性故障的变压器时变停运模型研究
- DOI:--
- 发表时间:2013
- 期刊:中国电机工程学报
- 影响因子:--
- 作者:王媚;尹玉娟;文云峰;张金江
- 通讯作者:张金江
其他文献
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