考虑风电低电压穿越过程的频率最低点量化及其提升方法

风电大面积进入低电压穿越过程将给新能源电力系统带来持续的有功扰动,且由于风电机组的载荷限制,故障切除后有功恢复缓慢,造成其有功扰动形式并非通常研究中所采用的功率阶跃。目前,针对非阶跃扰动下系统频率特征量化的研究较少,若直接将非阶跃扰动视为阶跃扰动进行分析,将带来较大的分析误差。为此,首先提出一种等效设备法,将非阶跃扰动下系统频率响应转化为一等效系统受到阶跃扰动进行分析;然后,结合等效设备法及设备调频动态的统一结构近似表征方法,对考虑风电低电压穿越过程的系统频率最低点进行量化评估;进一步,针对此类场景优化系统调频参数,提升系统频率最低点;最后,仿真验证了提出的频率最低点的量化评估和提升方法的有效性。

考虑低电压穿越场景的频率稳定约束风电承载能力量化方法

具备良好低电压穿越能力的风电机组在故障后有功可逐渐恢复,此过程给系统带来的有功扰动并非阶跃形式。若在评估电网对此类风电的承载能力时仍考虑阶跃扰动,则评估结果将较为保守。针对此问题,提出了可用于量化风电低电压穿越过程系统最低点、平均变化率等关键频率特征的系统频率强度指标,并分析了该指标与系统中风电容量占比的关系。结合该指标和电网对最低点等频率特征的约束,建立了可量化评估低电压穿越场景下系统风电承载能力的双层优化模型,实现了低电压穿越场景下风电承载能力的精准评估。此外,为进一步提升风电承载能力,借助频率强度指标量化分析了给定风电占比目标下,风电机组需提供的最小调频能力。最后,通过仿真验证了所提出的风电承载能力量化方法及提升措施的有效性。

考虑小干扰稳定和频率稳定的虚拟惯量配置分析

新能源发电占比的提高使得系统惯量下降,虚拟同步机可为系统提供惯量支撑。目前,虚拟惯量的配置主要是从小干扰稳定和频率稳定两者之一的角度进行分析的,鲜有研究同时考虑这2个因素。并且,虚拟惯量配置的研究主要针对电压源型虚拟同步机,很少针对电流源型虚拟同步机。为此,该文通过建立电压源型和电流源型虚拟同步机的同步主导回路模型,分析了虚拟惯量参数对2种稳定性的影响。研究表明,虚拟惯量的减小会提高系统的小干扰稳定性;然而,在功率扰动下,电流源型虚拟同步机的输出频率会叠加受虚拟惯量主导的Vq暂态分量从而产生超调,虚拟惯量过小会导致频率超调过大,不满足并网运行标准。因此,为了使系统具有良好的小干扰稳定性和频率稳定性,虚拟惯量的配置需要同时考虑这2种稳定性的约束。最后,在单机无穷大系统和孤岛两机系统的虚拟惯量配置仿真中验证了该结论。