低惯量电力系统频率稳定分析与控制研究综述及展望

发布时间：2024-03-23 04:58

　　大容量直流和高比例新能源接入下,越来越多的电力系统正逐渐演变为低惯量电力系统。低惯量电力系统惯量支撑力度弱、出力不确定性强、频率调节能力和阻尼特性差,致使频率稳定问题日益凸显。为更好地理解电力系统在低惯量运行场景下的频率稳定威胁以及为有效制定应对策略提供参考,对低惯量电力系统频率稳定分析与控制领域的国内外研究进展进行综述与展望。首先,分析低惯量运行场景产生的主要原因及其对频率稳定的潜在影响,并介绍近年来实际电网频率问题的典型案例。进而,对基于时域仿真、数学解析、数据驱动的各类频率稳定分析方法进行阐述。从"源、网、荷、储"多类型有功资源调频能力挖掘、多道防线加强与协调配合等角度给出改善低惯量电力系统频率稳定的控制措施。最后,展望了该领域未来需深入探索的研究方向。

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【部分图文】：

图1系统受扰后频率动态变化与惯量大小的关系

图1给出了不同惯量水平下系统受到相同大小扰动后的频率动态变化曲线。结合图1和式（3）、（4）、（8）给出的简化形式的频率指标解析式可以看出：(1）系统受扰后最大RoCoF与有功不平衡量呈正比而与惯量水平呈反比关系，事故容量越大、系统惯量越低，RoCoF变化越快，越容易触及RoCo....

图2频率稳定分析方法的研究框架

目前，实际电力系统中尚无实用化的在线频率稳定分析工具，主要依赖基于全模型时域仿真的离线分析方式。时域仿真方法将系统中各元件及其拓扑关系进行数学描述后，形成一组联立的微分和代数方程组；然后，以稳态工况或潮流解为初值，对预想扰动后的系统状态进行逐步求解，得到频率的时域变化结果。该方法....

图3低惯量电力系统调频能力挖掘及安全防线加强的研究框架

众多电网运营商已发布相关导则和规定，要求并网新能源电站能够为系统提供必要的惯量支撑，并参与辅助调频。围绕单机和场站层面，国内外学者已提出了丰富的虚拟惯量和辅助调频控制策略。在单机控制层面，IEEE会士钟庆昌教授提出在系统中对全部变流器加入鲁棒下垂、自同步下垂等控制策略，将变流器设....

本文编号：3935494