基于转子动能释放的风电并网系统非线性频率控制策略研究

近年来风电在电力系统中的渗透率不断提高,导致电力系统惯量降低,电网的频率稳定面临巨大挑战。针对上述问题,该文提出基于转子动能释放的风电并网系统非线性频率控制策略。首先,选择风机功率参考曲线的修正系数作为控制信号,并根据风电机组参与电网频率调节的数学模型建立仿射非线性系统;其次,基于部分线性化最优控制原理将系统变换为一个二阶Brunovsky标准型,求得非线性控制律,从而避免近似线性化产生的问题;最后,引入转子速度函数以及转速恢复函数,避免风机转速的过度下降并完成风机转速的恢复,且不需要控制环节的切换。通过MATLAB/SIMULINK搭建含风电系统进行仿真验证,结果表明,转子动能非线性策略较其他策略在释放更少动能的情况下取得了更优的调频效果,提高了电网的频率稳定性。

基于随机预测理论的双馈风电机组参与电网调频控制策略

随着电力系统中的风电渗透率不断提高,系统中风电功率的随机波动给电网频率稳定性带来巨大挑战。针对上述问题,该文提出基于机会约束随机模型预测控制的附加功率调频控制策略。首先,综合考虑系统中风速及负荷的实时随机波动问题,建立风电并网系统频率响应模型;其次,以系统频率变化及风电输出功率波动最小为控制目标建立期望目标函数,并将机会约束纳入随机最优化模型中;最后,根据随机扰动的分布信息或坎泰利不等式,结合状态反馈控制律求解随机最优化模型,得到当前时刻的最优控制律。利用MATLAB/Simulink搭建风电并网系统进行仿真验证,结果表明,所提策略能够有效抑制风电功率波动及系统频率变化,提高了电网的频率稳定性。