风电接入后的电网频率稳定及紧急控制研究查看源代码讨论查看历史

来自 网络 的图片

风电接入后的电网频率稳定及紧急控制研究为了降低大规模基于DFIGs风电场接入对电网频率稳定性的影响，本项目对常见的模拟惯性调频控制方法进行了研究，定量分析了其在不同风速区内的调频能力及调频特性，并在此基础上提出了新的主动转速保护控制策略，用于维护风力机组在调频过程中自身稳定性和优化调频性能。利用风机转子动能只能进行短时有功支持，完善的风电场频率调节能力，要求风电机组同时具备可控的惯性响应和一次调频能力，减载后一次调频与惯性控制有机结合的综合控制方案较少，因此本项目进一步对变速风机功率跟踪原理进行了研究，在此基础上提出了转速调节有功频率控制新方法，该方法将超速控制与模拟惯性相结合，从而避免了一般惯性调频可能带来的二次频率跌落问题和具有参与系统一次调频能力。

二、应用案例

1.项目概述

本项目提出在充分考虑风力发电特点的基础上，研究和分析风电并网对电网广域频率响应特性和传播特性的影响。在建模分析的基础上，进一步研究优化的切机切负荷等紧急控制策略。该研究是提高智能电网的频率稳定性和频率控制、实现适应新能源发展的智能电网的重要前提和基础，对增进电力系统的安全运行有着重要的理论意义和实际应用价值。

2.主要效益

该项目投入使用，提高了电网安全可靠性，东营地区大规模风电并网给电网的频率稳定性及频率紧急控制带来了一系列的问题。通过项目实施，降低大规模基于DFIGs风电场接入对电网频率稳定性的影响，避免了一般惯性调频带来的二次频率跌落问题和具有参与系统一次调频能力，及时避免了电力事故的发生，产生经济效益72万，使得风机从影响电网频率稳定的不利因素转为向电网提供调频支撑的有利因素，减少了人工成本、维护等成本26万元。

三、技术要点

1、基于广域测量信息和电力系统连续体模型，利用小波分析提取机电波传播信息，结合高斯-牛顿法和粒子群算法实现扰动识别和定位。利用窗函数滤波器对广域测量信息进行处理，估计扰动幅度和系统惯量，预测扰动后的频率响应。提出了功率-频率灵敏度的概念和基于功率-频率灵敏度的切负荷策略，研究减载负荷位置与频率响应的关系，该策略相较于传统低频减载策略具有较好的频率稳定性。提出了基于功率-频率灵敏度的主动解列策略，提高解列后系统的频率稳定性和解列成功率。

2、基于有功扰动后节点有功功率变化量及频率响应特性，推导出了负荷节点功率-频率灵敏度的概念，并提出一种基于该灵敏度的低频减载控制策略。

3、提出了功率-频率灵敏度的概念，并建立了基于该灵敏度的主动解列控制策略的快速评价模型，根据功率-频率灵敏度的定义推导出评价模型指标-孤岛内频率偏移量，根据频率偏移量的大小，可以快速判定该种控制策略的优劣。

四、应用前景

该理论研究具有较好的工程实际意义，由于对不同风速区间内的转子动能控制方法调频能力和调频特性进行了深入研究，因此对风力机组参与系统辅助调频具有指导意义。所提主动转速保护控制和转速调节综合控制策略具有一定的实用性，有望应用于实际工程当中并进一步推广。所提的功率-频率灵敏度的概念为主动解列策略的选择及研究提出了一种新的思路，对主动解列等工作有实际的指导意义，基于灵敏度的低频减载策略则得到一个较优的减载方案并通过仿真分析验证了其有效性，在工程实际中可进一步应用及推广。