分享
考虑UFLS响应的大规模风电并网系统频率特性分析.pdf
下载文档

ID:3580997

大小:377.38KB

页数:8页

格式:PDF

时间:2024-06-26

收藏 分享赚钱
温馨提示:
1. 部分包含数学公式或PPT动画的文件,查看预览时可能会显示错乱或异常,文件下载后无此问题,请放心下载。
2. 本文档由用户上传,版权归属用户,汇文网负责整理代发布。如果您对本文档版权有争议请及时联系客服。
3. 下载前请仔细阅读文档内容,确认文档内容符合您的需求后进行下载,若出现内容与标题不符可向本站投诉处理。
4. 下载文档时可能由于网络波动等原因无法下载或下载错误,付费完成后未能成功下载的用户请联系客服处理。
网站客服:3074922707
考虑 UFLS 响应 大规模 并网 系统 频率特性 分析
收稿日期院 2023-01-19遥基金项目院 国家自然科学基金重点项目渊61933005冤遥通信作者院 周霞渊1977-冤袁女袁博士袁副研究员袁高级工程师袁研究方向为大电网安全稳定运行与控制遥 E-mail院考虑 UFLS 响应的大规模风电并网系统频率特性分析马耀东1袁 刘军福1袁 刘磐龙1袁 雍少华1袁 陈金2袁 刘财华2袁 周霞3袁 刘懿诗4渊1.国网宁夏电力有限公司中卫供电公司袁 宁夏中卫755000曰 2.国电南瑞科技股份有限公司袁 江苏南京211106曰 3.南京邮电大学先进技术研究院袁 江苏南京210023曰 4.南京邮电大学自动化学院人工智能学院袁江苏南京210023冤摘要院 大规模风电并网系统在受到大功率缺额扰动后袁电网会出现频率骤降袁而低频减载渊Under FrequencyLoad Shedding袁 UFLS冤控制是防止频率失稳的有效手段遥 首先袁基于含UFLS 的改进系统频率响应模型渊SystemFrequency Model袁 SFR冤袁研究了新型电力系统受到大功率扰动下的频率特征袁基于经典频率响应模型建立改进的系统频率响应模型袁考虑火电尧风电联合调频控制策略袁并引入UFLS 频率控制曰然后袁根据所建立的系统频率响应模型对大规模风电并网系统参数进行整定袁 并建立多资源参与调频下的大规模风电并网系统频率特征表达式曰最后袁通过Matlab/Simulink 仿真平台袁验证UFLS 控制策略参与调频的可行性及UFLS 控制参数对频率调制效果的影响遥关键词院 大规模风电并网曰 频率响应模型曰 低频减载曰 频率特性中图分类号院 TK81文献标志码院 A文章编号院 1671-5292渊2023冤10-1352-080引言随着野双碳冶目标的提出袁以风电为代表的新能源大规模并网袁 新型电力系统的发电结构中大量传统同步惯量被取消15遥由于风电机组出力具有波动性等特点6袁加剧了电力系统功率传输的不平衡袁增强了电力系统频率波动曰另外袁源侧尧荷侧有功功率轻度不平衡袁 也使得电力系统频率支撑能力下降7遥 当电力系统出现大规模有功功率缺额时袁 系统一次调频能力已无法满足有功功率支撑的需求8遥 风电机组联合参与一次调频并采用第三道防线袁以防止电网频率发生崩溃遥 UFLS作为第三道防线的典型控制策略9袁可快速有效恢复系统频率袁从而避免负荷的大规模切除遥风电机组调频策略联合UFLS袁成为当前应对电力系统大功率有功扰动的研究热点遥 文献10提出一种转子超速控制策略袁 分析了双馈风力发电机在长时序扰动下的有功备用调频能力遥然而袁文献10只考虑了风速位于低风速区间的情况遥文献11袁12将风机运行区域分为5 个部分袁并设置桨距角转速目标为额定转速遥 文献13指出袁由于机械部件对频率波动突变无法及时响应袁因此大多数桨距角控制策略只适合风速大于额定风速的情况遥 此外袁单独使用桨距角控制策略袁使得机组频繁动作导致机械磨损14遥 因此袁桨距角控制需要与虚拟惯性控制尧VSG 控制等频率调节策略相结合1517遥 虚拟惯性控制通过模拟同步机组的惯量支撑特性袁 将频率变化率指标引入频率控制环节袁且当电网频率跌落时袁附加频率控制将转子动能释放出来调节频率15遥文献16提出虚拟电容以进行虚拟惯性控制袁 从而利用转子动能提供更多的有功支撑遥考虑风电机组转子动能的有限性袁研究人员提出了VSG 控制策略袁采用变流器参与频率控制袁通过模拟同步机组的转子特性袁从而实现虚拟惯量的支撑17遥电力系统受到大功率有功扰动时袁 单一的风电机组频率控制无法对频率骤降进行有效控制遥相关文献对UFLS 频率控制策略进行了研究1820遥文献18基于SFR模型并利用经验法验证考虑UFLS方案下的频率特性分析的可行性遥 文献19提出了一种考虑UFLS 的多阶系统频率响应模型袁定量分析了UFLS 控制策略下的频率响应特性遥 基于所提出的多轮减载方案频率响应模型袁 文献可再生能源Renewable Energy Resources第 41 卷 第 10 期2023 年 10 月Vol.41 No.10Oct.2023窑1352窑20基于高比例新能源并网的新型电力系统研究背景袁提出了UFLS 优化方案袁分析并对系统频率特性进行优化控制遥上述研究只针对考虑第三道防线UFLS 控制策略下的传统电力系统频率特性进行研究袁 没有考虑当前新能源参与调频的频率控制策略趋势遥本文考虑风电机组联合传统火电机组参与调频袁并将UFLS 方案通过频率响应模型袁 量化分析了其频率响应控制特性遥 基于Matlab/Simulink 平台对系统频率特征进行仿真袁 验证本文所提UFLS控制策略的新型电力系统频率特性分析方法的有效性遥1电力系统频率响应模型1.1火电机组频率响应模型本文基于SFR 原理利用低阶线性化模型实现传统火电频率响应控制21袁模型如图1 所示遥图中院R 为一次调频下垂系数曰驻PR为火电机组发电功率增量曰FH为原动机高压缸做功系数曰TR为再热时间常数曰km为机械功率因数曰驻f 为电力系统频率变化量曰s 为频域算子遥本文以电力系统频率稳定性为分析目标袁不考虑传统电力系统稳定指标中的电压尧 功角稳定性遥 传统火电机组附加频率控制环节包括同步涡轮机尧调速器控制模块及机械功率增益系数遥1.2风电机组频率响应模型当前袁 风电参与调频的主要方式为有功功率备用控制和转子动能控制遥其中袁风电机组有功功率备用控制包括超速控制和桨距角控制1012袁转子动能控制包括惯性控制15和VSG 控制16遥本文以双馈风电机组为例袁 考虑桨距角控制与转子惯性控制参与风电机组一次调频遥 风电机组虚拟惯性响应速度较快且持续时间较短袁 输出的虚拟惯量取决于风机自身惯量尧 并网同步角速度及惯性响应调频前后的角速度变化遥 假设频率变化处于死区外且有功变化量处于限幅范围内袁当风机经过最大功率跟踪控制袁忽略非线性因素袁风机惯性响应调频有功变化的线性化特点与同步发电机组的惯性控制类似遥因此袁采用同步发电机组惯性响应的低阶模型代替风电机组的惯性响应控制22遥 惯性控制调频执行结束后到达高风速区间袁 桨距角控制调制功率提供风机一次调频遥 首先袁 桨距角控制模块接收惯性响应后的转子角速度袁并设定为控制模块的角速度参考值遥桨距角控制单元负反馈输入的桨距角与经过PI 控制及桨距角调节器输出实时风速下的桨距角遥风速尧桨距角尧 调速控制后的角速度作为输入量参与双馈风机的功率控制模型袁 输出该运行工况下的机械转矩遥由于桨距角受机械特性影响袁该调频控制模块响应时间较长袁 因此采用常规电源一次调频响应模型代替23遥综合二者调频控制工况条件及运行方式可知袁 当风电场风速处于中风速区间及额定风速区间时袁风电机组针对风速改变转子角速度袁实现虚拟惯性控制响应曰 当风电场风速处于高风速区间时袁桨距角上升袁通过控制桨距角大小以获得机械功率并参与电网一次调频遥 图2 为风电机组频率响应模型遥图中院T棕为转子惯性响应时间常数曰kdf为惯性响应系数曰驻PW棕为转子惯性控制的功率变化量曰T茁为变桨距响应时间常数曰kpf为一次调频系数曰驻PW茁为变桨距控制提供的功率变化量曰驻PWind为风电发电功率增量遥1.3UFLS 控制频率响应模型当电力系统受到大功率扰动时袁 为保证电力系统频率稳定在一定安全范围内袁 第三道防线进行工作遥 UFLS 作为典型控制方案袁对于电力系统大功率扰动后频率稳定调制起到重要作用遥 电力系统UFLS 控制流程如图3 所示遥 图中院驻Pn为UFLS 第n 轮的频率整定值曰驻tn为UFLS 第n 轮的延时曰驻PLn为UFLS 第n 轮的切负荷量曰驻PUFLS为UFLS 控制单元调频有功功率变化量遥图 1火电机组频率响应模型Fig.1 Frequency response model of thermal power驻fkm驻PR-1R1+FHTRs1+TRs死区涡轮机调速器机械功率增益系数限幅minmax图 2风电频率响应模型Fig.2 Frequency response model of wind farm驻f-kpf11+T茁s死区minmax驻PWindminmax-kdfs1+T棕s驻PW棕驻PW茁一次调频系数桨距角控制惯性响应控制移窑1353窑马耀东袁等考虑 UFLS 响应的大规模风电并网系统频率特性分析1.4改进的电力系统频率响应模型电力系统受大功率扰动后袁多资源参与调频下的电力系统调频单元提供一定的有功功率支撑遥 由于考虑UFLS 参与频率控制策略袁切除部分负荷以减小源荷两端的有功功率不平衡量遥通过多调频资源的联合调频及UFLS 控制策略实现电力系统大功率有功失衡下的频率稳定调制遥参考文献22提出的频率控制策略袁通过引入调频系数实现各附加频率控制模块的定量有功支撑控制遥图4 为本文改进的电力系统频率响应模型袁考虑火电尧风电联合调频袁并引入UFLS 控制模块遥图 3UFLS 控制流程Fig.3 The control process of UFLS驻f驻PUFLS移驻f跃驻fn驻tn延时输出驻PLn驻f跃驻f1驻f跃驻f2驻t1延时输出驻PL1驻t2延时输出驻PL2+域域域域为更精确反映电力系统的频率调制动态过程袁 加入了限幅模块及死区控制模块遥 图中院籽R袁籽Wind袁籽UFLS分别为传统火电调频系数尧 风电机组调频系数和UFLS 调频单元调频系数曰驻PR忆袁驻PWind忆袁驻PUFLS忆分别为经调频分配后的传统火电尧 风电机组尧UFLS 调频单元有功支撑量曰驻PL为电力系统有功扰动大小曰驻P 为电力系统有功功率变化量曰H 为电力系统等效惯性时间常数曰D 为电力系统等效阻尼常数遥2大规模风电并网系统参数整定本文分别对火电机组调频单元尧 风电机组调频单元及考虑UFLS 控制策略下多资源参与调频的电力系统进行参数整定袁 量化分析电力系统各调频单元的频率响应流程袁 表征电力系统的频率控制逻辑结构遥2.1火电机组调频单元参数整定作为传统同步惯量的主要来源形式袁 火电机组频率控制模块保留了主要惯量支撑模块袁 并利用增益系数进行频率响应修正遥 参考图1 所建立的火电机组频率响应模型袁 根据电力系统频率响应模型传递函数定义袁 系统频率响应传递函数为有功变化量与频率变化量的比值遥 火电机组频率响应传递函数为GR渊s冤=驻PR渊s冤驻f渊s冤=-km渊1+FHTRs冤R渊1+TRs冤渊1冤2.2风电机组调频单元参数整定由图2 可知袁在风电机组频率调制过程中袁风图 4电力系统频率响应模型Fig.4 Power system frequency response model驻f跃驻fn驻tn延时输出驻PLn驻f跃驻f1驻f跃驻f2驻t1延时输出驻PL1驻t2延时输出驻PL2噎噎驻fkm驻PL-1R1+FHTRs1+TRs死区涡轮机调速器增益系数限幅minmax-kpf11+T茁sminmax驻PWindminmax-kdfs1+T棕s驻PW棕驻PW茁一次调频系数桨距角控制惯性响应控制移+驻PR忆籽R驻PR驻PWind忆驻P籽Wind+-+移死区12Hs+D驻PUFLS忆籽UFLS驻PUFLS+驻f可再生能源2023袁41渊10冤窑1354窑电机组功率变化驻PWind由转子惯性控制的有功变化量驻PW棕和风机变桨距控制有功变化量驻PW茁两部分组成袁 从而实现电力系统风电机组一次调频功能遥鉴于风电机组转子侧频率响应速度较快袁结合其频率相应控制特性袁 本文采用传统电源的频率响应控制代替风电机组的惯性响应控制遥 惯性响应控制模块的有功支撑变化量为驻PW棕渊s冤=-kdfs/渊1+T棕s冤 窑 驻f渊s冤袁则风电机组惯性响应控制模块的频率响应传递函数为GW棕渊s冤=驻PW棕渊s冤驻f渊s冤=-kdfs1+T棕s渊2冤考虑到风机转子的机械特性袁 风机转子无法对源荷两端有功扰动及时响应袁 采用传统同步机组一次调频控制方式模拟替代风机一次响应能力遥以风机变桨距频率控制为例袁其控制模块有功功率支撑变化量为驻PW茁渊s冤=-kpf/渊1+T茁s冤 窑 驻f渊s冤袁则变桨距控制模块频率响应传递函数为GW茁渊s冤=驻PW茁渊s冤驻f渊s冤=-kpf1+T茁s渊3冤由于考虑风电机组调频控制策略为惯性控制和变桨距控制袁 风机有功支撑变化量为惯性控制频率变化与变桨距控制频率变化之和袁即院驻PWind渊s冤=驻PW棕渊s冤+驻PW茁渊s冤渊4冤结合式渊2冤渊4冤可得院驻PWind渊s冤=GW棕渊s冤+GW茁渊s冤 窑 驻f渊s冤=-渊kdfT茁冤s2+渊kdf+kpfT棕冤s+kpfT棕T茁s2+渊T棕+T茁冤s+1窑 驻f渊s冤 渊5冤风电机组频率响应传递函数为GWind渊s冤=驻PWind渊s冤驻f渊s冤=-渊kdfT茁冤s2+渊kdf+kpfT棕冤s+kpfT棕T茁s2+渊T棕+T茁冤s+1渊6冤2.3UFLS 频率控制单元参数整定在线性化电力系统频率响应模型中袁UFLS 以延时策略等效实现频率调制作用遥 参考文献19袁在系统频率响应模型中加入延时环节袁即UFLS 频率控制单元有功功率变化量驻PUFLS渊s冤=e-子s窑 驻f渊s冤遥UFLS 频率控制单元频率响应传递函数为GUFLS渊s冤=驻PUFLS渊s冤驻f渊s冤=e-子s渊7冤式中院子 为延时时间常数遥2.4考虑 UFLS 频率控制策略的电力系统参数整定本文基于电力系统传统火电机组尧 风电机组联合调频袁并考虑UFLS 频率控制策略袁量化分析电力系统频率响应特性遥 由图4 可得电力系统频率变化量为驻f渊s冤=12H 窑 s+D窑 驻P渊s冤渊8冤为了精准分配各调频模块的有功调制大小袁引入调频系数对调频单元的有功调制大小进行量化控制遥 当发生有功功率扰动渊驻PL约0冤驻PL渊s冤时袁定义电力系统频率特性传递函数为频率变化量与有功扰动大小的比值袁 则电力系统频率特性传递函数为Gs_WUFLS渊s冤=驻f渊s冤驻PL渊s冤=1GUFLS渊s冤 窑 籽UFLS-GR渊s冤 窑 籽R-GWind渊s冤 窑 籽Wind+2H 窑 s+D渊9冤其中袁调频系数满足籽R+籽Wind+籽UFLS=1遥 根据式渊9冤可得电力系统频率变化量为驻f渊s冤=Gs_WUFLS渊s冤 窑 驻PL渊s冤=驻PL渊s冤GUFLS渊s冤 窑 籽UFLS-GR渊s冤 窑 籽R-GWind渊s冤 窑 籽Wind+2H 窑 s+D渊10冤调频资源整体频率响应能力由火电机组尧风电机组和UFLS 频率控制单元组成遥 调频有功功率变化量为驻PRWUFLS渊s冤=驻PR渊s冤忆+驻PWind渊s冤忆-驻PUFLS渊s冤忆 渊11冤其中袁 经调频分配后的各调频单元有功功率变化量满足驻PR渊s冤忆=驻PR渊s冤 窑 籽R袁驻PWind渊s冤忆=驻PWind渊s冤 窑籽Wind袁且驻PUFLS渊s冤忆=驻PUFLS渊s冤窑 籽UFLS袁则整体调频资源频率响应模型传递函数为GRWUFLS渊s冤=驻PRWUFLS渊s冤驻f=驻PR渊s冤忆+驻PWind渊s冤忆-驻PUFLS渊s冤忆驻f=驻PR渊s冤 窑 籽R驻f+驻PWind渊s冤 窑 籽Wind驻f-驻PUFLS渊s冤 窑 籽UFLS驻f=GR渊s冤 窑 籽R+GWind渊s冤 窑 籽Wind-GUFLS渊s冤 窑 籽UFLS渊12冤基于式渊12冤并利用拉普拉斯逆变换原理袁计算得到电力系统频率变化时域表达式为驻f渊t冤=L-1驻PL渊s冤GUFLS渊s冤 窑 籽UFLS-GR渊s冤 窑 籽R-GWind渊s冤 窑 籽Wind+2H窑 s+D嗓瑟渊13冤通过式渊13冤可计算具体某时间区间下的电力窑1355窑马耀东袁等考虑 UFLS 响应的大规模风电并网系统频率特性分析系统频率变化特性袁验证系统联合调频的效果袁并分析UFLS 控制策略的有效性遥根据终值定理可得火电尧风电尧UFLS 控制联合调频下的电力系统稳态频率偏差为驻fss=lims寅0s窑 Gs渊s冤 窑驻PLs渊14冤驻fss=lims寅0s 窑 Gs_RWUFLS渊s冤 窑驻PLs=R窑 驻PLkm窑 籽R+渊籽UFLS+kpf窑 籽Wind+D冤 窑 R渊15冤由式渊15冤可知袁电力系统稳态频率偏差与UFLS延时调频控制参数无关袁 即UFLS 频率控制延时时间常数的变化不会影响电力系统稳态频率偏差遥3算例仿真本章基于Matlab/Simulink 模拟某区域电网采用火电机组尧风电机组联合调频袁并在大功率扰动下实施第三道防线的单轮UFLS 控制策略袁电力系统仿真拓扑示意图如图5 所示遥 本文分析不同工况下电力系统的频率特性变化袁负荷为1 000MW袁风电额定功率为200 MW袁负荷大功率有功扰动为60 MW渊0.06 p.u冤遥3.1UFLS 策略对电力系统频率特性的影响为验证UFLS 频率控制联合多机组调频控制策略的可行性袁 本节对3 种情况下频率特性进行定量分析袁 考察不同调频方式下电力系统的频率偏差情况遥设置风电场风速恒定且为额定风速袁 各机组参数如表1 所示遥分别对火电单独调频尧 风电参与调频及考虑UFLS 3 种调频方式进行仿真袁结果如图6 所示遥表2 为3 种调频方式下的电力系统频率特征仿真结果遥根据图6 及表2 可知院 风电机组调频控制策略的加入使得电力系统频率稳定性提升曰 基于火电尧风电联合调频的控制策略袁当实施UFLS 频率控制策略时袁频率稳定性得到提升曰相较于火电尧风电联合调频袁 考虑UFLS 策略的调频控制方式下电力系统最大频率偏差绝对值减小0.010 9 Hz袁稳态频率偏差绝对值减小0.004 3 Hz遥 因此袁基于风电机组参与调频的控制策略联合UFLS 控制策略具有可行性遥3.2考虑 UFLS 响应下风电机组有功调制分析当电力系统受到一定有功扰动时袁UFLS 调频图 5电力系统仿真拓扑示意图Fig.5 Power system simulation topology schematic风电场集群Nland集群1火力发电交流电网UFLS 控制R+jX表 1系统参数设定值Table 1 System parameter setting value参数RDkmFHT棕T茁参数kdfkpf籽R籽Wind籽UFLS数值0.0520.950.30.13数值8200.330.330.33图 6不同调频方式下的电力系统频率曲线Fig.6 Power system frequency curve with different frequencyregulation methods火电单独调频风电参与调频低频减载策略稳态频率偏差减小最大频率偏差减小051015202530t/s0.0-0.1-0.2-0.3-0.4-0.5-0.6表 2电力系统频率特征仿真值Table 2 Simulated values of power system frequencycharacteristics调频控制模式火电单独调频风电参与调频UFLS 策略最大频率偏差/Hz-0.547 1-0.353 6-0.342 7稳态频率偏差/Hz-0.359 6-0.200 3-0.196 0可再生能源2023袁41渊10冤窑1356窑控制策略可为其提供一定的有功功率遥 为更加直观地分析风电机组增加的有功功率及UFLS 提供的有功功率支撑特性袁 本文对风电机组及UFLS调频控制单元的有功调制进行仿真袁 结果如图7所示遥当电网出现有功扰动时袁作为调频资源的风电机组及时参与调频作用遥 由图7渊a冤可知袁风电机组惯性响应控制首先动作袁并增加有功功率袁在短时间内风电机组提供的有功功率基本为惯性响应调频功率遥 由于桨距角的机械特性导致频率响应较慢袁因此袁当惯性响应控制基本结束时袁桨距角有功调制为主要调频部分遥 此时袁风电机组提供的有功功率基本为桨距角响应调频功率遥 由图7渊b冤可知袁当电网出现60 MW 的有功功率扰动时袁 风电机组提供32.21 MW 的有功支撑袁UFLS提供2.36 MW 的有功支撑遥 因此袁UFLS 可作为可再生能源高渗透电力系统的辅助调频方式遥3.3UFLS 延时时间常数对电力系统频率稳定性的影响本节讨论在各调频控制模块调频系数确定时袁UFLS 控制模块延时时间参数对电力系统频率稳定性的影响遥 传统火电尧风电尧UFLS 控制参数参考表1袁设置UFLS 延时时间常数分别为1袁2袁3s袁考察不同UFLS 延时系数下袁电力系统最大频率偏差及稳态频率偏差等相关频率稳态指标袁如图8 所示遥表3 为电力系统频率特征指标仿真结果遥由图8 及表3 可知袁 随着延时时间常数的增加袁 最大频率偏差由-0.345 3 Hz 转变为-0.353 4Hz袁频率动态稳定性降低遥 然而袁随着UFLS 延时系数的增加袁稳态频率偏差不发生变化袁即电力系统稳定运行时的频率稳定性与UFLS 延时系数无关袁与式渊15冤结论一致遥4结论针对新型电力系统受到大功率扰动下的频率稳定性问题袁 本文提出了一种考虑UFLS 频率响应特性的改进的系统频率响应模型遥 通过仿真验证了UFLS 策略联合多资源调频策略下袁 系统频率特性分析的可行性袁结果表明院淤改进的系统频率响应模型在经典频率响应模型基础上袁 增加了风电机组附加频率控制单元及UFLS 控制模块袁有效反映了大规模风电并网下各调频单元的频率响应特性袁及UFLS 频率控制单元的响应特性曰于大规模风电并网电力系统在受到大功率有功扰动下袁 考虑风电机组参与调频且联合UFLS 频率控制策略下的电力系统频率调制策略袁 比传统单一火电调频控制模式可提升电力系统频率稳定性袁因此计及UFLS 的新型电力系统多资源调频控制表 3电力系统频率特征仿真值Table 3 Simulated values of power system frequencycharacteristics延时系数子1=1 s子2=2 s子3=3 s最大频率偏差/Hz-0.345 3-0.350 1-0.353 4稳态频率偏差/Hz-0.196 0-0.196 0-0.196 0图 7不同调频方式下的电力系统频率曲线Fig.7 Power system frequency curve with different frequencyregulation methods桨距角控制调频惯性响应调频风机调频05101520t/s35302520151050渊a冤风机频率响应低频减载调频风机调频05101520t/s35302520151050渊b冤不同调频资源频率响应图 8不同延时系数下的电力系统频率曲线Fig.8 Power system frequency curves with differentdelay factors子1=1s子2=2s子3=3s051015202530t/s0-0.05-0.10-0.15-0.20-0.25-0.30-0.35-0.33-0.34-0.35-0.36234窑1357窑马耀东袁等考虑 UFLS 响应的大规模风电并网系统频率特性分析策略是可行的曰盂本文所用UFLS 控制策略袁其频率响应特性本质为对新型电力系统调频控制效果提供延时控制袁且电力系统稳态频率偏差与UFLS频率控制延时控制时间常数无关遥参考文献院1李晖袁刘栋袁姚丹阳.面向碳达峰碳中和目标的我国电力系统发展研判J.中国电机工程学报袁2021袁41渊18冤院6245-6259.2袁曼曼袁王海云袁王维庆袁等.低电压调制比MMC 在海上风电并网中的应用研究J.可再生能源袁2022袁40渊7冤院932-937.3徐波袁彭耀辉袁章林炜袁等.基于优化减载与动态惯量控制的DFIG 参与系统一次调频研究J.可再生能源袁2021袁39渊9冤院1217-1223.4李世春袁唐红艳袁刘道兵袁等.含风电虚拟惯性响应的电力系统等效惯性时间常数计算J.可再生能源袁2018袁36渊10冤院1486-1491.5Hou Peng袁 Zhu Jiangsheng袁 Ma Kuichao袁 et al.Areview of offshore wind farm layout optimization andelectrical system design methods J.Journal of ModernPower Systems and Clean Energy袁2019袁7渊5冤院975-986.6曹娜袁万珂袁于群.考虑风速变化的双馈风电机组暂态能量函数及振荡分析J.电力系统自动化袁2022袁46渊20冤院92-99.7戚陈陈袁陈鹏伟袁陈新袁等.分散式风电高渗透率接入直流受端电网频率特性建模与分析J.电网技术袁2022袁46渊6冤院2161-2170.8SunMingyu袁LiuGaoyuan袁PopovMarjan袁etal.Underfrequency load shedding using locally estimatedrocof of the center of inertia J.IEEE Transactions onPower Systems袁2021袁36渊5冤院4212-4222.9Ali Rafinia袁Navid Rezaei袁Jamal Moshtagh.Optimaldesign of an adaptive under-frequency load sheddingschemeinsmartgridsconsideringoperationaluncertaintiesJ.International Journal of Electrical Powerand Energy Systems袁2020袁121渊10冤院1-12.10 穆钢袁蔡婷婷袁严干贵袁等.双馈风电机组参与持续调频的双向功率约束及其影响J.电工技术学报袁2019袁34渊8冤院1750-1759.11 李传斌袁梁俊宇袁赵明袁等.变桨距风力机在全风速段内的桨距角控制策略仿真研究J.电机与控制应用袁2015袁42渊3冤院56-60.12 戴伍祥.变速变桨距风力发电机组优化控制研究D.天津院天津理工大学袁2013.13 Cardenas R袁Pena R袁Alepuz S袁et al.Overview of controlsystems for the operation of DFIGs in wind energyapplicationsJ.IEEETransactionsonIndustrialElectronics袁2013袁60渊7冤院2776-2798.14 万天虎袁李华袁唐浩袁等.基于全场控制的风电场一次调频控制方式及其工程化应用J.智慧电力袁2019袁47渊1冤院41-46.15 Ramtharan G袁Ekanayake J B袁Jenkins N.Frequencysupport from doubly fed induction generator windturbines J.IET Renewable Power Generation袁2007袁1渊1冤院3-9.16 李广浩袁彭克袁张新慧袁等.直流配电系统接口换流器虚拟同步发电机自适应惯性控制策略J.电测与仪表,2021袁58渊9冤院135-141.17 钟庆昌.虚拟同步机与自主电力系统J.中国电机工程学报袁2017袁37渊2冤院336-348.18 Anderson P M袁Mirheydar M.An adaptive method forsetting underfrequency load shedding relays J.IEEETransactions on Power Systems院A Publication of thePower Engineering Society袁1992袁7渊2冤院647-655.19 Denis Lee Hau Aik.A general-order system frequencyresponse model incorporating load shedding院 analyticmodeling and applicationsJ.IEEE Transactions onPower Systems袁2006袁21渊2冤院709-717.20 盛四清袁赵文天袁樊茂森.适应新能源高占比系统的UFLS 优化方法J.太阳能学报袁2022袁43渊2冤院157-162.21 A nderson P M袁 Mirheydar M.A low-order systemfrequency response modelJ.IEEE Transactions onPower Systems袁1990袁5渊3冤院720-729.22 盛四清袁李朋旺袁樊茂森袁等.考虑系统阻尼和频率特性的机组参数优化策略J.电测与仪表袁2020袁57渊12冤院20-26.23 戴剑丰.适应弱惯性大电网的风电场频率响应技术研究D.南京院东南大学袁2019.可再生能源2023袁41渊10冤窑1358窑Analysis of the frequency characteristics of large-scale wind powergrid-connected system considering under frequency loadshedding responseMa Yaodong1袁 Liu Junfu1袁 Liu Panlong1袁 Yong Shaohua1袁 Chen Jin2袁 Liu Caihua2袁 Zhou Xia3袁Liu Yishi4渊1.Zhongwei Power Supply Co.袁Ltd.袁 Zhongwei 755000袁 China曰 2.NARI Technology Co.袁Ltd.袁 Nanjing 211106袁China曰 3.Institute of Advanced Technology袁 Nanjing University of Posts and Telecommunications袁 Nanjing 210023袁China曰4.CollegeofAutomation&CollegeofArtificialIntelligence袁NanjingUniversityofPostsandTelecommunications袁 Nanjing 210023袁 China冤Abstract院 Large scale wind power grid connected systems may experience sudden frequencydrops in the grid after being disturbed by high power shortages,and Under Frequency LoadShedding渊UFLS冤control is an effective means to prevent frequency instability.Firstly,based onthe improved System Frequency Model渊SFR冤 with UFLS,the frequency characteristics of a newtype of power system under high-power disturbances were studied.An improved system frequencyresponse model was established based on the classical frequency response model,considering thejoint frequency regulation control strategy of thermal power and wind power,and introducing UFLSfrequency control.Then,based on the established system frequency response model,theparameters of the large-scale wind power grid connection system are adjusted,and the frequencycharacteristic expression of the large-scale wind power grid connection system under multiresource participation frequency regulation is established.Finally,the feasibility of using UFLScontrol strategy to participate in frequency regulation and the impact of UFLS control parameterson frequency regulation effectiveness were verified through Matlab/Simulink simulation platform.Keywords院 large scale wind power grid connection曰 frequency response model曰 low frequencyload shedding曰 frequency characteristic窑1359窑马耀东袁等考虑 UFLS 响应的大规模风电并网系统频率特性分析

此文档下载收益归作者所有

下载文档
你可能关注的文档
收起
展开