第4章分布式发电技术.ppt

1、第4章，分布式发电系统控制，4.1问题，4.2电力系统发展，4.3系统功率不平衡，4.4分布式发电模型，4.5分布式发电系统模型和频率调节，4.6分布式发电与市场结构整合时的控制，4.1问题，当配电网中存在大量分布式发电时，将会产生一系列非常重要的问题。例如，配电线路上许多小型分布式发电机的位置选择将如何影响配电系统的运行和控制？随着先进发电技术的发展和市场竞争的加剧，电力系统的结构将如何发展？在经济和技术的矛盾下，为了适应日益增长的独立发电需求，协调配电系统的运行，在市场竞争力和实时控制之间应该找到什么样的平衡？在新的运营环境下，如何实现辅助服务？以下两个因素影响小型分布式发电系统进入新兴市

2、场的能力：1)第一个因素是传统的电力系统法律法规可能会限制小型分布式发电系统进入市场的程度。特别是，零售竞争的加剧和分布式发电作为发电环节中配电网络的一部分的指定将限制分布式发电在新兴竞争市场中的作用。2)第二个因素是分布式发电技术日复一日、分分秒秒的运行模式，以及为协调配电系统的这种短期运行而建立的竞争性市场。这种短期操作的协调可以根据基于控制信号的市场来实现。虽然电力系统的法律法规对于确定分布式发电进入电力市场的标准很重要，但基于市场或基于价格的控制信号更重要，因为它将使分布式发电在电力市场中的运行更容易。对于一个可靠有效的分布式发电系统，系统的运行和控制方法必须能够满足维持系统服务和提高

3、电力系统经济性能所需的工程需求。电力系统的发展，传统的配电系统结构，未来多台分布式发电机的配电系统结构，未来配电网中的分布式发电，自上而下运行，不受市场竞争的影响，潮流是单向的，系统频率不会发生剧烈变化，配电系统的主要控制任务是将电压维持在一定水平。分布式发电运行分散，配电网受竞争市场影响，潮流双向流动，系统频率可能变化，分布式发电需要提供电压支持。4.3系统功率不平衡。当电力系统中电源和负载之间出现功率不平衡时，会引起系统频率变化。系统中的不平衡功率可以定义为配电系统的日负荷曲线。如果总负载功率与总发电量匹配，系统频率将保持不变。然而，由于电力系统中负荷变化的随机性，很难保证电源和负荷功率之

4、间的平衡，或多或少会出现功率不平衡。日计划输出功率、4.4分布式发电模型、(1)汽轮机、(2)水轮机、(3)燃气轮机、(1)发电机状态方程、(2)汽轮机、(3)水轮机、(4)复合循环电厂、(5)风力发电机、(6)逆变器、4。燃气轮机4.5分布式发电系统模型和频率调节，1。分布式发电系统模型、配电系统模型和扩展状态空间模型可以通过配电系统将所有独立的发电机模型耦合在一起而获得。发电机型号：2。频率二次动态调节、下垂系数：汽轮机、燃气轮机、复合循环电站的风力发电机、频率二次调节的动态离散模型、燃气轮机、复合循环电站的风力发电机、3。配电系统的频率模拟，单电流互感器下的频率偏移，二次系统四个燃气轮机

5、系统、液压装置和电流互感器系统的频率响应、4。频率稳定性分析、特征值分析、较大的线路阻抗和较小的发电机惯性影响系统的性能：1)较小的惯性在系统的动态特性和局部频率之间建立了强耦合2)虽然低压电网线路比高压电网线路阻尼大，但不足以抵消小惯性的影响。涡轮和涡轮增压系统增加了推力，涡轮和涡轮增压系统增加了液压马达的转动惯量，四个燃气涡轮系统减少了燃料控制器的增益。5。提供电压支持。1.首先是由分布式发电机提供电压支持的任务。因为所提供的功率靠近负载，所以小型发电机很容易提高电压质量。即使系统中使用的大部分电力由集中电源提供，分布式发电机仍可作为同步摄像机运行，从而减少了对配电系统中实现电压支持的其他

6、设备的需求。分布式发电机将在最近的负荷中心起到补偿无功功率失配的作用，从而促进远距离电能的销售。其次，分布式发电机提供自动电压调节支持，通过控制电力调节设备中电力电子元件的运行状态来保持发电机母线电压恒定。电力调节设备可以为分布式发电机提供超前或滞后的无功功率，从而改善局部无功功率的不平衡。在这种运行模式下，分布式发电机可以像静止无功补偿设备一样运行，并将在输电系统中发挥柔性交流输电设备的作用。2.当分布式发电机在竞争市场中工作时，只有在需要无功功率补偿时才提供电压支持，因此有必要发展监测和电压支持成本的基本机制。开发辅助服务方法以促进分时定价和在自由竞争的市场中买卖电力的服务是电网改造和放松

7、管制过程中的一个重要部分。控制当分布式发电与市场结构相结合时，市场中能源的总价格可以表示为有价格反馈时的期望发电机响应、无价格反馈时的功率偏差和价格偏差、有价格反馈时的功率偏差和价格偏差。闭环价格信号模型，成本输出方程，加上输出成本方程后，发电机的数学模型可以表示为，一般形式：2。离散时间价格模型、竞争市场中的单个价格方程、价格信号形成的动态价格方程、闭环价格信号分析、无价格反馈时的功率偏差和相应的价格偏差、有价格反馈时的功率偏差和相应的价格偏差、有价格信号但无自动增益控制的系统。不存在二次控制的系统特性、当单个燃气轮机参与价格反馈时发电和价格之间的偏差、当系统中存在风力涡轮机时发电和价格之间的偏差、水轮机和燃气轮机系统中参数值的不确定性、以及当风力涡轮机的输出增加时发电和价格之间的偏差。其次，如何获得这些数据，或者测量和记录所需信息的方法和技术。确定系统中哪些数据是必需的，以及这些信息对系统性能的影响与状态空间的选择有关。在闭环价格模型中，状态空间的选择标准如下：