基于协同控制优化风电-柔直并网惯性响应策略研究

作     者：谭珺敉 彭晓涛 李旭涛 陈紫薇 杨军 

作者机构：综合能源电力系统装备及系统安全湖北省重点实验室 武汉大学电气与自动化学院 国网宁夏电力有限公司电力科学研究院 中国电力科学研究院有限公司 

出 版 物：《电工技术学报》 (Transactions of China Electrotechnical Society)

年 卷 期：2024年

核心收录：

学科分类：080802[工学-电力系统及其自动化] 0808[工学-电气工程] 08[工学] 0807[工学-动力工程及工程热物理] 

基　　金：国家自然科学基金(52237004) 国家电网公司总部科技项目(1400-202235243A-1-1-ZN)资助 

主　　题：风电场 VSC-HVDC 惯性响应 协同控制 

摘      要：为优化风电场经柔性直流输电接入受端电网的惯性响应动态特性，提出一种风电-柔直并网系统实现无通信协调惯量支撑的关键参数设计方法。基于风机变比例系数调速和柔直网侧换流站附加直流电压-频率下垂控制建立风电-柔直系统实现无通信频率响应的传递函数，明确了下垂系数和调速系数对并网系统惯性响应的调节作用。采用协同控制理论，通过选取频率和直流电压偏差、风电-柔直系统虚拟惯量构造宏变量，设计了下垂系数自适应频率变化调节、调速系数自适应直流电压和风机转速变化调节的协同控制律，实现并网系统利用电容储能和差异化转子动能协同提供惯量支撑。最后在MATLAB/Simulink中建立风电-柔直并网模型，利用受端电网频率负荷扰动验证了协同控制律的有效性。仿真研究表明，所提策略能够优化风电场和柔直惯量支撑的协同配合，改善受端电网惯性响应动态特性，同时具有优化直流电容电压及风机转速恢复动态过程的优势。