逐步擺脫化石能源依賴,實現(xiàn)大規(guī)??稍偕茉窗l(fā)展是全球能源變革趨勢。預計到2050年,可再生能源出力在能源消費總量中所占比例將達到80%。隨著以風電和光伏為代表的大規(guī)??稍偕茉唇尤腚娋W(wǎng),傳統(tǒng)的電力系統(tǒng)頻率控制問題面臨新的挑戰(zhàn)和機遇。一方面,隨著風電機組和光伏發(fā)電系統(tǒng)替代傳統(tǒng)火電機組發(fā)電,使得在線機組的總轉(zhuǎn)動慣量減小,維持頻率質(zhì)量的能力降低,而可再生能源發(fā)電出力的隨機波動又加重了系統(tǒng)對調(diào)頻資源的需求;另一方面,風電和光伏發(fā)電出力可通過電力電子設(shè)備快速調(diào)節(jié),具備維持電力系統(tǒng)頻率水平的巨大潛力。此外,越來越多的新型儲能資源和需求側(cè)靈活資源,如儲能、電動汽車、蓄冷、蓄熱負荷,接入電網(wǎng)運行。相比火電機組,新型儲能和靈活資源通常具有較快的功率調(diào)節(jié)速度,適合參與電力系統(tǒng)的頻率調(diào)節(jié),因而受到了越來越多的關(guān)注。
為探究在新形勢下電力系統(tǒng)的頻率變化機理和多類型資源協(xié)同參與頻率控制的理論方法,展示業(yè)內(nèi)專家學者的最新研究成果,《電力系統(tǒng)自動化》特別策劃組織了本期“適應大規(guī)??稍偕茉唇尤氲闹悄茈娋W(wǎng)頻率控制”專輯,并邀請我們擔任特約主編。本專輯采取約稿與征稿相結(jié)合的方式,經(jīng)專家審稿,最終收錄論文10篇,主要涵蓋以下幾個方面。
1)在智能電網(wǎng)調(diào)頻技術(shù)發(fā)展趨勢方面,清華大學胡澤春等對大規(guī)??稍偕茉唇尤氡尘跋伦詣影l(fā)電控制(AGC)的研究現(xiàn)狀進行了總結(jié)分析,并展望了關(guān)鍵研究方向;南瑞集團(國網(wǎng)電力科學研究院)有限公司滕賢亮等針對近年來調(diào)頻輔助服務市場發(fā)展的新形勢,提出了考慮系統(tǒng)負荷快速變化、可再生能源發(fā)電功率波動、聯(lián)絡(luò)線交換計劃和機組發(fā)電計劃等多類因素,以及滿足區(qū)域控制性能評價標準的AGC調(diào)頻容量實時計算方法。
2)在電力系統(tǒng)的頻率響應特性和一次調(diào)頻控制方面,大連理工大學李衛(wèi)東等分析了大規(guī)??稍偕茉唇尤牒吞馗邏航恢绷鬏旊姽こ虒﹄娋W(wǎng)頻率穩(wěn)定的影響,提出一種主動頻率響應控制框架與相關(guān)策略;浙江大學辛煥海等為定量刻畫虛擬慣量對電力系統(tǒng)頻率擾動抑制能力的影響,提出了頻率響應特性的H2與H∞范數(shù)指標;華北電力大學胥國毅等針對直驅(qū)風電機組在減載運行狀態(tài)下參與一次調(diào)頻問題,提出了風電機組的改進頻率控制方法和參數(shù)整定方法。
3)在電力系統(tǒng)AGC控制策略方面,武漢大學秦亮等針對傳統(tǒng)AGC方法難以有效抑制風電功率波動帶來的頻率穩(wěn)定問題,提出了基于“下層分散預測+上層動態(tài)協(xié)調(diào)”的兩級分層模型預測AGC策略;武漢大學徐箭等針對常規(guī)燃煤機組爬坡能力不足的問題,提出了一種考慮火電機組深度快速變負荷能力的含風電電力系統(tǒng)頻率控制方法。
4)在儲能參與調(diào)頻控制策略方面,山東大學梁軍等提出采用儲能裝置配合風電機組進行調(diào)頻控制的方法,并基于模糊邏輯控制器提出了考慮風速分區(qū)的風—儲短期頻率響應協(xié)同控制策略;上海交通大學張沛超等研究分布式電池儲能集群參與AGC問題,提出了基于市場機制分配集群內(nèi)儲能充放電功率的實時控制方法;湖南大學李若等考慮電池儲能參與AGC的電量限制,提出了基于Logistic回歸模型和電網(wǎng)運行狀態(tài)劃分的儲能功率綜合控制策略。
本專輯內(nèi)容涉及新形勢下電力系統(tǒng)頻率分析與運行控制等問題的多個維度,希望能夠啟發(fā)和促進相關(guān)方向的研究與應用。受專輯篇幅的限制,部分高水平論文未能收入本專輯,還請各位作者理解。
最后,在本專輯征稿和審稿過程中,得到了多位專家學者的大力支持,我們在此表示衷心感謝!同時我們也由衷感謝《電力系統(tǒng)自動化》編輯部在本專輯策劃、組織、出版過程中所付出的努力和認真細致的工作。