新能源光伏发电站大规模并网频率主动控制探究

当下常规能源发电成本日趋增加,太阳能光伏发电迎来飞速发展,因此为确保大电网系统频率稳定,需要开展光伏电站快速频率响应改造工作,本文针对两种现行的改造方式,阐述了相关技术要点。本文深入讨论了大规模并网对新能源光伏发电站设备的装备需求及成本影响。研究结果为国内电力系统新能源大规模并网及其频率控制问题的解决提供重要参考。

背靠背直流互联系统主动频率响应控制策略

相较于交流同步互联电网,低快速频率响应能力的直流异步互联电网频率稳定形势更为严峻。基于主动频率响应控制思想及其框架,提出大功率缺失下的背靠背直流互联系统主动频率响应控制策略。建立了背靠背直流互联系统网络结构模型及背靠背换流站控制系统模型,计及扰动后背靠背直流互联系统及频率响应动态特性,提出了一种基于模型预测算法的主动频率响应控制策略:频率下降阶段迅速调节非同步电网间直流传输功率;频率恢复阶段平抑和缓解频率振荡。算例分析表明:所提出的主动频率响应控制策略能够充分发挥背靠背直流互联系统调频能力,提高非同步电网间的频率响应支援能力。

计及虚拟惯量与下垂控制的风火耦合系统小扰动稳定分析

风火耦合系统在我国北方电网中普遍存在。为了构建电网友好型风电场,主动频率支撑控制被引入风电功率外环,然而该控制可能会影响耦合系统的稳定特性。已有研究主要关注主动频率支撑控制对火电机组主导的机电振荡特性的影响,对风电机组主导的次同步振荡特性影响的研究不多。基于此,建立考虑主动频率支撑控制的风火耦合系统模型,分析在不同风电渗透率和不同锁相环阻尼系数下主动频率支撑控制对耦合系统中火电机组主导的机电振荡模态以及风电机组中锁相环主导的次同步振荡模态的影响,确定耦合系统中锁相环主导的次同步振荡模态的主要影响因素。为了探究主动频率支撑控制影响锁相环主导的次同步振荡的失稳机理,推导了耦合系统计及主动频率支撑控制时锁相环小扰动等效模型,通过复转矩法分析了主动频率支撑控制对锁相环主导的次同步振荡模态的影响。通过时域仿真验证了主动频率支撑控制参数对耦合系统稳定性的影响。