光伏機組虛擬慣量控制下電力系統(tǒng)頻率特性分析

顏湘武，張世崢，賈焦心

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

0 引言

為完成“碳中和·碳達(dá)峰”的目標(biāo)，風(fēng)電、光伏等可再生能源得到快速發(fā)展。隨著光伏等可再生能源發(fā)電的快速發(fā)展，常規(guī)火電機組的退出，系統(tǒng)的慣性支撐和調(diào)頻能力大大減弱，發(fā)生擾動后系統(tǒng) 的 穩(wěn) 定 性 變 差[1]～[4]。

通常有兩類方法可以提高高滲透率可再生能源系統(tǒng)的頻率穩(wěn)定性。一是通過優(yōu)化常規(guī)火電機組控制提高系統(tǒng)的調(diào)頻能力。文獻(xiàn)[5]提出了一種火電機組動態(tài)一次調(diào)頻控制策略，針對不同的頻段，采取不同的調(diào)差系數(shù)值，以此來提高火電機組的一次調(diào)頻能力。文獻(xiàn)[6]考慮新能源不同滲透率下系統(tǒng)的阻尼特性和頻率約束，提出一種火電機組慣性參數(shù)優(yōu)化方法，能夠改善系統(tǒng)在一般功率擾動下的調(diào)頻性能。然而，在高滲透率場景下，常規(guī)火電機組的調(diào)頻能力有限，提升可再生能源機組的調(diào)頻能力尤為重要。二是要求可再生能源機組加入慣量支撐、頻率調(diào)節(jié)等輔助功能，以此提高電力系統(tǒng)的安全穩(wěn)定性，打破新能源滲透率不能提 高 的 限 制[7]～[9]。

目前，部分高滲透率國家、地區(qū)已明確要求可再生能源發(fā)電機組必須具備一定的參與電網(wǎng)調(diào)頻能力[10]。為了實現(xiàn)參與電網(wǎng)頻率調(diào)節(jié)，新能源發(fā)電機組須要配置儲能裝置[11]～[15]或采用有功備用控制，為參與調(diào)頻預(yù)留一定的備用容量。文獻(xiàn)[16]將光伏電源通過虛擬同步機技術(shù)與電網(wǎng)相連，并驗證了其在離網(wǎng)和并網(wǎng)模式下的有效性。……