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VSG控制下直驱风机惯量支撑能力定量分析

电网技术 2024年

作者：韩平平陈鹏飞丁明吴红斌董玮新能源利用与节能安徽省重点实验室(合肥工业大学) 可再生能源并网全国重点实验室(中国电力科学研究院有限公司)

随着新能源发电渗透率的不断提高，频率稳定性问题日益突出，可提供惯量支撑的虚拟同步机(virtual synchronous generators，VSG)控制成为了关注的焦点。文中对VSG控制下直驱风机惯量支撑能力做出较为完整的定量分析，首先说明VSG控制... 详细信息

随着新能源发电渗透率的不断提高，频率稳定性问题日益突出，可提供惯量支撑的虚拟同步机(virtual synchronous generators，VSG)控制成为了关注的焦点。文中对VSG控制下直驱风机惯量支撑能力做出较为完整的定量分析，首先说明VSG控制下直驱风机惯量支撑的原理；其次经比较选取一种基于并网功率和频率关系的等效惯性系数定义方式，用以实现惯量支撑能力的准确描述；紧接着在考虑下垂特性的基础上，由等效惯性系数衍生定义等效惯性常数，并以等效惯性常数为依据对两种VSG控制下的惯量支撑能力做出定量分析；最后以仿真实验验证了理论分析的正确性。

关键词： VSG控制直驱风机惯量支撑能力等效惯性常数

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频率响应需求下的储能容量配置方法研究

电工技术 2024年第4期 36-38,44页

作者：杨盛安徽理工大学电气与信息工程学院安徽淮南232001

随着我国“双碳”目标的提出,电力系统的新能源渗透率逐步提高,由于风光等新能源具有随机性和波动性,因此在改善能源结构的同时,对电网也提出了新的挑战。为满足电网调频需求,提出了一种考虑惯量需求的储能容量配置方法。首先,分析同步... 详细信息

随着我国“双碳”目标的提出,电力系统的新能源渗透率逐步提高,由于风光等新能源具有随机性和波动性,因此在改善能源结构的同时,对电网也提出了新的挑战。为满足电网调频需求,提出了一种考虑惯量需求的储能容量配置方法。首先,分析同步机的控制结构,计算储能参与调频的不平衡功率分摊。其次,考虑频率变化率和频率偏差的限制条件,根据同步机的惯性常数和额定容量,建立电力系统所能承受的最大功率增量、等效惯性常数以及调差系数等参数之间的数学模型。最后,计算储能系统需要配置的容量和惯量。通过对不同的储能容量进行仿真,验证了该方法能够有效改善系统的频率偏差量,提升电网调频性能,为储能容量配置提供理论依据。

关键词：最大功率增量等效惯性常数调差系数储能容量配置

基于离散信息模型的电力系统汇集点惯量在线监测方法

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电力系统保护与控制 2023年第24期51卷 44-52页

作者：陈杰刘牧阳邓小宇叶华陈俊儒新疆大学电气工程学院新疆乌鲁木齐830046 山东大学电气工程学院山东济南250061

基于连续物理模型设计的传统惯量监测方法收敛慢,难以准确追踪具有时变特性的虚拟惯量。考虑现代电力系统测量装置输出离散数据的特点,提出一种基于离散信息模型的电力系统汇集点惯量在线监测方法。首先,基于连续时间系统中含惯性常数... 详细信息

基于连续物理模型设计的传统惯量监测方法收敛慢,难以准确追踪具有时变特性的虚拟惯量。考虑现代电力系统测量装置输出离散数据的特点,提出一种基于离散信息模型的电力系统汇集点惯量在线监测方法。首先,基于连续时间系统中含惯性常数的数学模型,构建Z域中的等效电机离散传递函数。其次,基于Z域中传递函数的数学结构,采用回归法构造另一等效电机离散传递函数,并在此基础上提出了汇集点等效惯性常数计算方法。最后,采用改进的IEEE9节点系统进行仿真,验证了所提方法的时效性和准确性。研究结果表明,基于离散信息模型的惯量在线监测方法能够在全运行状态下准确测量电源汇集点的转动惯量与虚拟惯量。

关键词：低惯量系统等效惯性常数惯量监测离散信息模型

新型电力系统点对网惯性支撑能力在线监测方法

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上海交通大学学报 2023年

作者：邓小宇刘牧阳常喜强南东亮莫若陈俊儒国网新疆电力有限公司电力科学研究院国网新疆电力有限公司新疆大学电气工程学院

准确及时地监测低惯量新型电力系统中聚合电源汇集点对电网的惯性支撑能力，对于提升系统安全、稳定、经济化运行具有重要意义。为阐明点对网的惯性支撑能力在线监测方法的基本原理，首先对以摇摆方程为基础的电力系统等效惯性常数定义... 详细信息

准确及时地监测低惯量新型电力系统中聚合电源汇集点对电网的惯性支撑能力，对于提升系统安全、稳定、经济化运行具有重要意义。为阐明点对网的惯性支撑能力在线监测方法的基本原理，首先对以摇摆方程为基础的电力系统等效惯性常数定义及现有在线监测方法进行回顾；然后，为弥补现有在线监测方法在准确性上的欠缺，创新性地提出了基于回归法的等效惯性常数辨识方法，并与在线惯量监测方法融合，构建了基于同步相量测量单元的新型电力系统点对网惯性支撑能力在线监测的系统性方法；最后，通过改进的新英格兰10机39节点系统仿真分析，论证了该惯性支撑能力在线监测方法的实时性、准确性及其对新型电力系统的适用性。

关键词：新型电力系统惯量监测虚拟同步电机等效惯性常数

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并网逆变器虚拟惯性与阻尼的等效及辨识

中国电机工程学报 2019年第20期39卷 6034-6043页

作者：于鸿儒苏建徽徐华电施永可再生能源与工业节能安徽省工程实验室(合肥工业大学教育部光伏系统工程研究中心)

针对并网逆变器的下垂控制策略与虚拟同步发电机(virtual synchronous generator,VSG)控制策略,建立统一的线性化传递函数模型,并提出一种虚拟惯性和阻尼的等效及辨识方法,论证使用等效惯性常数与等效阻尼系数量化并网逆变器参与电网调... 详细信息

针对并网逆变器的下垂控制策略与虚拟同步发电机(virtual synchronous generator,VSG)控制策略,建立统一的线性化传递函数模型,并提出一种虚拟惯性和阻尼的等效及辨识方法,论证使用等效惯性常数与等效阻尼系数量化并网逆变器参与电网调节能力的合理性。使用等效惯性常数和等效阻尼系数代替中间变量,建立能够统一下垂控制策略与VSG控制策略的线性化传递函数模型。根据所建立的模型,将模型辨识问题简化为参数辨识问题。通过给予并网逆变器输出功率阶跃扰动激励出的功率振荡模态信息,建立系统实际输出与模型输出的时域关系,将参数辨识问题转化为参数优化问题。利用智能优化算法辨识出并网逆变器的等效惯性常数与等效阻尼系数。该辨识方法能够避免模型差分化所带来的误差,精度高,物理意义明确。最后进行实验验证,实验结果证明了理论分析的正确性与辨识方法的有效性。

关键词：下垂控制虚拟同步机等效惯性常数等效阻尼系数参数辨识

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规模性新能源接入对电力系统惯性影响研究

青海电力 2022年第S1期41卷 1-4,16页

作者：秦文龙吴稀西李俊杰云南省电力设计院有限公司云南昆明650051 国网青海省电力公司西宁供电公司青海西宁810003

随着“双碳”理念的深入和“十四五”规划的落地实施,新能源开发建设速度不断加快,电力系统将接入大量规模性的新能源。而新能源出力具有较强的波动性与间歇性,且新能源大量替代同步机后,会导致系统惯量水平下降,频率响应特性非正常化,... 详细信息

随着“双碳”理念的深入和“十四五”规划的落地实施,新能源开发建设速度不断加快,电力系统将接入大量规模性的新能源。而新能源出力具有较强的波动性与间歇性,且新能源大量替代同步机后,会导致系统惯量水平下降,频率响应特性非正常化,系统抵御功率差额的能力弱化等问题。通过相关理论研究,阐述电力系统频率响应原理,选用直流频率限制控制(FLC)为调频方法论述电力系统频率响应过程及特性,结合实例分析不同新能源渗透率场景下电力系统等效惯性常数的变化规律及对电力系统频率惯性的影响,并提出配置储能是提升系统惯性的有效措施之一。

关键词：新能源频率响应等效惯性常数