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風電接入後的電網頻率穩定及緊急控制研究為了降低大規模基於DFIGs風電場接入對電網頻率穩定性的影響，本項目對常見的模擬慣性調頻控制方法進行了研究，定量分析了其在不同風速區內的調頻能力及調頻特性，並在此基礎上提出了新的主動轉速保護控制策略，用於維護風力機組在調頻過程中自身穩定性和優化調頻性能。利用風機轉子動能只能進行短時有功支持，完善的風電場頻率調節能力，要求風電機組同時具備可控的慣性響應和一次調頻能力，減載後一次調頻與慣性控制有機結合的綜合控制方案較少，因此本項目進一步對變速風機功率跟蹤原理進行了研究，在此基礎上提出了轉速調節有功頻率控制新方法，該方法將超速控制與模擬慣性相結合，從而避免了一般慣性調頻可能帶來的二次頻率跌落問題和具有參與系統一次調頻能力。

二、應用案例

1.項目概述

本項目提出在充分考慮風力發電特點的基礎上，研究和分析風電併網對電網廣域頻率響應特性和傳播特性的影響。在建模分析的基礎上，進一步研究優化的切機切負荷等緊急控制策略。該研究是提高智能電網的頻率穩定性和頻率控制、實現適應新能源發展的智能電網的重要前提和基礎，對增進電力系統的安全運行有着重要的理論意義和實際應用價值。

2.主要效益

該項目投入使用，提高了電網安全可靠性，東營地區大規模風電併網給電網的頻率穩定性及頻率緊急控制帶來了一系列的問題。通過項目實施，降低大規模基於DFIGs風電場接入對電網頻率穩定性的影響，避免了一般慣性調頻帶來的二次頻率跌落問題和具有參與系統一次調頻能力，及時避免了電力事故的發生，產生經濟效益72萬，使得風機從影響電網頻率穩定的不利因素轉為向電網提供調頻支撐的有利因素，減少了人工成本、維護等成本26萬元。

三、技術要點

1、基於廣域測量信息和電力系統連續體模型，利用小波分析提取機電波傳播信息，結合高斯-牛頓法和粒子群算法實現擾動識別和定位。利用窗函數濾波器對廣域測量信息進行處理，估計擾動幅度和系統慣量，預測擾動後的頻率響應。提出了功率-頻率靈敏度的概念和基於功率-頻率靈敏度的切負荷策略，研究減載負荷位置與頻率響應的關係，該策略相較於傳統低頻減載策略具有較好的頻率穩定性。提出了基於功率-頻率靈敏度的主動解列策略，提高解列後系統的頻率穩定性和解列成功率。

2、基於有功擾動後節點有功功率變化量及頻率響應特性，推導出了負荷節點功率-頻率靈敏度的概念，並提出一種基於該靈敏度的低頻減載控制策略。

3、提出了功率-頻率靈敏度的概念，並建立了基於該靈敏度的主動解列控制策略的快速評價模型，根據功率-頻率靈敏度的定義推導出評價模型指標-孤島內頻率偏移量，根據頻率偏移量的大小，可以快速判定該種控制策略的優劣。

四、應用前景

該理論研究具有較好的工程實際意義，由於對不同風速區間內的轉子動能控制方法調頻能力和調頻特性進行了深入研究，因此對風力機組參與系統輔助調頻具有指導意義。所提主動轉速保護控制和轉速調節綜合控制策略具有一定的實用性，有望應用於實際工程當中並進一步推廣。所提的功率-頻率靈敏度的概念為主動解列策略的選擇及研究提出了一種新的思路，對主動解列等工作有實際的指導意義，基於靈敏度的低頻減載策略則得到一個較優的減載方案並通過仿真分析驗證了其有效性，在工程實際中可進一步應用及推廣。