储能虚拟惯量主动支撑与调频状态转移控制

释放储能装置的频率支撑潜力,将是提升风、光高占比系统并网稳定性的关键。该文首先对比分析常规发电机组的固有惯量、风电机组的虚拟惯量及储能的惯性支撑特性。其次,根据系统中的储能容量配置,约束量化储能的虚拟惯量,为系统惯量需求提供评估依据,以保障频率安全。在此基础上,利用储能独特的功率支撑特性,提出恒频控制与调频状态转移控制结合的储能并网频率主动支撑控制策略,突破虚拟惯量及一次调频的传统控制模式。最后,搭建风电高渗透电网仿真系统,验证储能装置在所提控制策略下能够显著提升系统的频率稳定性,改善其对电网的主动支撑性能。

风储联合系统的虚拟惯量需求与协同支撑

合理利用风储联合系统的能量储备协同实现虚拟惯性支撑是新能源高渗透安全并网的关键。该文首先分析风电、储能的虚拟惯性响应特性及其对系统频率稳定性的影响;然后,建立含虚拟惯量风储联合系统的频率响应模型,计算系统惯性响应时间,并以频率变化率为安全约束,结合系统惯量需求,提出风储虚拟惯性协同支撑控制策略;最后,搭建风电高渗透区域电网仿真系统,验证所提控制策略通过合理调用风储虚拟惯量储备可显著提升系统的频率稳定性。

基于频率变化极值时间的风电虚拟惯量约束与支撑控制

在系统频率变化极值时间内约束变速风机的虚拟惯量,是提升风电对系统频率主动支撑可靠性的关键。为此,首先分析了风电机组虚拟惯量的可控特性及评估方法。其次,量化风电高比例并网系统的频率变化极值时间,并考虑风机转速及功率裕度,在频率跌落或抬升期间约束虚拟惯量,提高风机惯量评估的可信度。在此基础上,分析系统频率安全下的惯量需求,利用风机转速追踪性能,提出频率变化极值时间内变速风机的虚拟惯量控制策略。最后,搭建风电高渗透电网仿真系统,对所提控制策略进行验证。研究结果表明:变速风机在所提控制策略下能够可靠满足系统调频需求,显著提升其对电网的主动支撑性能。