变速水电的非线性模型预测控制用于提供快速频率储备
系统与控制
2020-06-04 v1 系统与控制
摘要
本文介绍了一种用于控制变速水电（VSHP）厂的非线性模型预测控制器（MPC）的开发。该 MPC 将涡轮机控制器与电力电子变流器的虚拟同步发电机（VSG）控制相协调，以优化电厂性能。主要目标是通过利用涡轮机和发电机的动能，对频率偏差提供快速功率响应。这是通过允许涡轮转速暂时偏离其最优速度来实现的。此外，应在使电气和液压变量保持在其约束范围内的同时最大化效率。仿真结果表明，所提出的 MPC 还能够阻尼电网中的功率振荡、减少压力钢管中的水锤效应，并改进对涡轮水头、涡轮功率和涡轮流量的未来估计。这确保了涡轮水头不超过其极限，且扰动后涡轮转速的过冲得以降低。此外，VSG 变流器控制通过利用涡轮和发电机的旋转能量实现了快速功率响应。由此，VSHP 可向电网提供大量的快速频率储备（FFR）。
引用
@article{arxiv.2006.02097,
title = {Nonlinear Model Predictive Control of Variable Speed Hydropower for Provision of Fast Frequency Reserves},
author = {Tor Inge Reigstad and Kjetil Uhlen},
journal= {arXiv preprint arXiv:2006.02097},
year = {2020}
}