基于可释放动能的双馈风机虚拟惯性控制策略影响分析
2021-10-12高蒙楠秦文萍王丽彬王科张宇朱志龙
高蒙楠,秦文萍,王丽彬,王科,张宇,朱志龙
(1.电力系统运行与控制山西省重点实验室(太原理工大学),山西省太原市 030024;2.国网山西省电力公司经济技术研究院,山西省太原市 030002)
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风能资源在我国十分丰富,比如东部沿海以及西北地区,现如今电力系统中的风电渗透率逐渐增长,越来越多的风力发电必然会给电力系统的安全与稳定带来新的问题,因此风电接入对电力系统暂态稳定性的影响受到了广泛关注[1-2]。目前占主导地位的变速风电系统为达到获取最大风能的效果,通常工作在最大功率跟踪(maximum power point tracking,MPPT)模式。这也就使变速风电机组的转速与系统解耦,其旋转动能被“隐藏”起来,导致风力发电机组无法对系统提供惯性支撑功能。电网中如果出现大扰动,电力系统的频率以及暂态功角有较大概率发生失稳,进而影响风电机组的安全与稳定[3-4]。为了解决该问题,多个国家在其风机并网规范中规定了风力发电场需要具备和常规发电厂类似的惯性支撑功能。
目前,已有诸多文献分析了双馈风力发电机(doubly-fed induction generator,DFIG)虚拟惯性控制策略及其对频率特性的影响。文献[5]提出一种风-火系统自适应虚拟惯量策略,使得风电机群能够适当地参与到系统的频率调节中,有效地改善了电网的频率稳定性,但未考虑转速限制;文献[6]通过分析调频参数在电网频率调节中的作用机理,针对其影响模式的不同,提出了一种利用选择函数来控制其输出增益进而达到风机惯量控制的策略,并且限制了转速大小以避免风机转速越限造成的启停频率过高的情况,有效增加了系统等效的转动惯量,提高了频率稳定性,但未考虑在不同风速下其频率支撑性能;……
