考虑储能变流器容量限制的电网低频振荡抑制策略

摘要：

下垂控制与惯量控制是储能系统(energy storage system,ESS)抑制电网低频振荡的主要控制模式,但由于储能变流器的容量有限,当控制作用增强到一定程度时,ESS的输出功率将被限制在变流器的最大功率,即最大功率调制模式,从而失去预期的输出功率调节作用.为此,首先从评价转子转速动态特性的指标出发,对比了ESS不同有功控制模式对转速变化率的抑制作用.研究表明:当变流器工作在最大功率调制模式时,ESS抑制电网低频振荡的能力明显优于下垂控制与惯量控制;但ESS长时间运行在最大功率调制模式会频繁地以大电流进行充放电,导致其寿命骤减.鉴于此,提出了融合最大功率调制与下垂控制模式的电网低频振荡抑制策略:最大功率调制模式使储能变流器以功率限值为基准交替发出或吸收有功,快速补偿系统中的缺额功率或吸收系统中的过剩功率,从源头上抑制产生低频振荡的内在驱动力,即不平衡功率;当转子的转速变化率、偏移量等动态评价指标满足阈值要求后,再利用下垂控制使ESS平滑地退出最大功率调制模式,并进一步减小转子转速偏差,提高系统频率质量.仿真结果验证了所提策略的有效性与先进性.

关键词：低频振荡、储能系统、容量限制、最大功率调制、下垂控制

所属期刊栏目：45

分类号：TM721(输配电工程、电力网及电力系统)

资助基金：国家自然科学基金51707091

在线出版日期：2021-03-19（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：908-917