含新能源发电的电力系统一次频率响应最低点在线预测

在低惯量电力系统中,一次频率响应是一个非常重要的问题。基于频率最低点,可以快速分析频率响应,判断其是否会影响电网的稳定运行,因此提出了一种预测频率最低点的方法。首先,建立了包含基于变频器产生的频率支持的详细频率响应模型,并根据复杂控制回路的共同特点对模型结构进行了简化。简化后的模型可以很容易地得到频率最低点的解析表达式,从而通过参数计算进行频率最低点的预测。在推导的频率最低点表达式中,保留了惯性等频率依赖性很强的系统参数和简化的频率调节参数。为了增强频率最低点预测与实际系统的拟合,这些参数通过在线信息获得,其中系统参数基于在线估计,通过参数辨识得到简化的频率调节参数。实例测试证明了该方法的有效性,且易于实现。

能量约束下电力电子并网装备的最优频率控制

大规模新能源并网导致现代电力系统的旋转惯量相对减少,频率动态特性变差。为支撑系统频率,通常要求新能源发电装备具备一定的惯量模拟或一次调频等附加控制功能,但目前在新能源的最优频率支撑方面研究较少。文中以最优控制为切入点,初步探讨了当参与调频的新能源存在能量约束时,作为并网接口的电力电子装备的最优功率支撑轨迹以及近似的最优控制结构。首先,从理论上推导并给出了多机系统的频率共模分量。该共模分量主导了电网的频率跌落特性。然后,基于高斯伪谱法研究了能量约束下电力电子装备在系统频率跌落时的最优支撑轨迹。最后,探索了电力电子并网装备支撑电网频率的最优反馈控制结构,指出虚拟惯量控制加下垂控制近似于最优的控制结构,且在可调用的能量较小时单独使用虚拟惯量控制优于下垂控制。仿真验证了理论分析和所讨论的频率最优控制结构的合理性。