RoCoF下垂控制的直驱式风电系统惯量特性分析

发布时间：2021-11-28 14:55

　　微电网作为新能源消纳的有效方式受到了广泛关注。相比于传统电力系统,由电力电子装置主导的微电网系统,在外界扰动时更容易引起电网频率偏差和频率变化率RoCoF（rate of change of frequency）过大。为此,首先提出了一种基于LPF的RoCoF下垂控制策略,通过耦合RoCoF和母线电容电压,使得在扰动产生时快速释放电容能量来补偿系统不平衡功率,从而提高频率响应的执行速度,能够有效改善RoCoF暂态过程的稳定性。其次,类比传统同步机在机电时间尺度下的动态分析理论,建立了风电系统在直流电压时间尺度DVT（DC-voltage timescale）下的动态模型,基于经典的电气转矩分析方法,揭示了所提模型控制环节对风电系统惯性的影响规律。然后,在同等电容裕量下对不同控制策略进行了对比,结果表明:电容能量释放的快慢,能够直接影响RoCoF的抑制效果,且随着下垂系数Kh的增加和LPF截止频率ωc的减少,网侧逆变器的有功响应速度相应增加。最后,通过实验验证了所提控制方法的有效性和分析结论的正确性。 

【文章来源】：电源学报. 2020,18(06)北大核心CSCD

【文章页数】：11 页

【部分图文】：

风电系统结构框图

式中：Ki和Kp分别为电压环中PI控制器的比例和积分参数。由图3可知，Ro Co F下垂控制环内嵌在直流电压控制回路中，工频频率ω0与电网频率ωg作差得频率偏差Δω。由于电网的频率处在相对稳定的状态，Δω以低频分量为主，通过调节低通滤波器的带宽ωc，消除其中所包含的高频噪声，使逆变器主要在低频信号上响应，经过微分环节得到系统的RoCo F，再利用下垂系数Kh将信号调节后得辅助电压指令Udc0为

由式（3）可得：(1)Ro Co F下垂控制与传统下垂控制策略相比，通过人为耦合直流电压与系统的Ro Co F，使得网侧并网逆变器不仅能够改善频率偏差而且具有抑制Ro Co F的能力；(2)通过调整控制参数截止频率ωc和下垂系数Kh，使逆变器能够获得更快速的响应速度，从而提高系统频率的抗干扰能力。2 Ro Co F下垂控制的惯量特性

【参考文献】：
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本文编号：3524630