功率阶跃型LCC-HVDC频率支撑控制策略

随着大量常规机组被直流馈入和新能源发电替代,系统惯量水平下降,调频资源减少,频率稳定性问题日益突出。基于电网换相型换流器的直流输电(line-commutatedconverterbasedhigh-voltagedirect-current,LCC-HVDC)应用广泛,利用其功率快速调节能力为系统提供支撑是改善频率稳定性问题的有效手段。该文基于功率阶跃型频率控制的基本框架,考虑LCC的出力限制,以出现功率缺额后频率最低点最高为目标建立了LCC-HVDC系统的出力时序优化模型。基于序列二次规划法对优化问题进行求解,确定最佳的LCC附加功率与支撑时间。基于MATLAB/Simulink的仿真验证了所提频率支撑控制策略的有效性。

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。

弱电网下双馈风机并网系统的次同步振荡研究

目前,大规模风电需经过多级升压变并网,并通过长距离输电线路实现电力外送,而由长电气距离造成的电网强度降低会对风电并网系统的稳定性造成威胁。现有对弱电网下双馈风机并网系统的稳定性研究不多,更鲜有考虑频率支撑控制的影响。鉴于此,采用状态空间分析法,研究了弱电网下考虑锁相环与频率支撑控制的双馈风机并网系统的次同步振荡问题。首先,推导了双馈风机并网系统的全维状态空间模型。在此基础上,通过特征模态分析以及参与因子分析,发现双馈风机在弱电网下存在由锁相环主导的次同步振荡威胁。最后,进一步分析了锁相环动态特性、基于锁相环测频的附加频率支撑控制以及频率测量环节的时延对次同步振荡特性的影响,并通过PSCAD/EMTDC电磁暂态仿真验证了状态空间分析结果的正确性。