高滲透率光伏并網對系統暫態頻率穩定性影響的量化評估

顏湘武，梁白雪，賈焦心，王晨光

（華北電力大學 河北省分布式儲能與微網重點實驗室，河北 保定 071003）

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近年來，含高比例光伏電網在遭受故障后，可再生能源機組會發生意外脫網事故[1]，[2]。因此，分析光伏發電機組對暫態頻率穩定性影響時，不僅要關注光伏電源、逆變器等元件的暫態特性，還要關注光伏電站并網保護策略。

系統光伏滲透率低時，可再生能源機組不會影響系統整體的調頻能力，對系統影響較大的是光伏機組出力的波動性與不確定性。隨著可再生能源滲透率的提高，系統呈現電力電子化，改變了傳統電力系統中的調頻特性[3]。同步機一次調頻響應存在延遲特性，擾動后的初始階段頻率變化取決于系統的慣量水平。光伏機組不具有旋轉設備，隨著光伏滲透率的提高，系統轉動慣量減少，遭受功率擾動后，頻率變化程度劇烈，可能會引起保護裝置動作而切除部分機組，進而引起連鎖反應，擴大事故嚴重程度[4]。與傳統同步發電機的機電耦合和同步運行機制不同，可再生能源通過電力電子換流器并入電網，換流器將電源和電網解耦，這使得光伏機組的輸出功率與頻率解耦，不響應系統頻率變化。為了最大效率的利用太陽能資源，光伏機組往往處于最大功率跟蹤模式，不具有備用功率平衡系統的有功功率。因此高滲透系統的一次調頻能力差[5]。除了光伏機組自身運行特性外，文獻[6]提出可再生能源機組中變流裝置的保護功能對電網調頻的影響。……