能量约束下电力电子并网装备的最优频率控制

摘要：

大规模新能源并网导致现代电力系统的旋转惯量相对减少,频率动态特性变差.为支撑系统频率,通常要求新能源发电装备具备一定的惯量模拟或一次调频等附加控制功能,但目前在新能源的最优频率支撑方面研究较少.文中以最优控制为切入点,初步探讨了当参与调频的新能源存在能量约束时,作为并网接口的电力电子装备的最优功率支撑轨迹以及近似的最优控制结构.首先,从理论上推导并给出了多机系统的频率共模分量.该共模分量主导了电网的频率跌落特性.然后,基于高斯伪谱法研究了能量约束下电力电子装备在系统频率跌落时的最优支撑轨迹.最后,探索了电力电子并网装备支撑电网频率的最优反馈控制结构,指出虚拟惯量控制加下垂控制近似于最优的控制结构,且在可调用的能量较小时单独使用虚拟惯量控制优于下垂控制.仿真验证了理论分析和所讨论的频率最优控制结构的合理性.

关键词：低惯性电力系统、最优频率控制、能量约束、虚拟惯量、电网频率特性

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资助基金：本文研究得到国家电网公司华北分部科技项目"特高压交直流联合外送的弱送端网源协调机理研究"520101180050

在线出版日期：2020-09-17（万方平台首次上网日期，不代表论文的发表时间）

页数：共10页

页码：9-18