【摘 要】
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随着风电并网规模不断增大,为保证电网频率质量与运行稳定,迫切需要风电参与电网一次调频。现阶段广泛应用的基于风轮动能释放的一次调频控制普遍存在风机可利用动能有限、有功支撑时间较短的问题。然而,现有相关研究大都令风机在频率事件发生时立即提供有功支撑,这种调频方式使得风机过早释放有限的调频出力,忽视了短时风机出力与长期同步机出力在时间层面的配合,进而影响对频率最低点的改善效果。针对这一问题,本文通过调整
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随着风电并网规模不断增大,为保证电网频率质量与运行稳定,迫切需要风电参与电网一次调频。现阶段广泛应用的基于风轮动能释放的一次调频控制普遍存在风机可利用动能有限、有功支撑时间较短的问题。然而,现有相关研究大都令风机在频率事件发生时立即提供有功支撑,这种调频方式使得风机过早释放有限的调频出力,忽视了短时风机出力与长期同步机出力在时间层面的配合,进而影响对频率最低点的改善效果。针对这一问题,本文通过调整风机提供有功支撑的起始时间,发现了延迟风机参与调频的时间可以改善频率最低点的现象,并通过大量仿真验证了这一现象在不同调频策略和运行工况下具有一般性。进一步地,基于对调频过程中执行机构的出力情况分析,给出了风机延时参与一次调频改善频率最低点的机理解释:通过延迟风机参与调频的起始时间,以增大频率响应初期的频率变化率为代价,增大同步机在调频初期的出力;同时将更多的风轮动能保留至调频后期,避免其过早释放而引发的电网频率二次跌落。在此基础上,推测并验证了存在面向频率最低点提升的最优延迟时间,并基于最优延迟时间下的电网频率特征分析,提出了一种最优延迟时间的估计方法,进而设计出一种考虑延迟支撑的风机一次调频控制策略。最后,基于DIg SILENT软件和电力系统动模实验平台,分别在不同运行工况下进行仿真和实验,结果均表明:与基于立即支撑的风机一次调频控制策略相比,本文所提的考虑延迟支撑的风机一次调频策略能有效提高电网频率最低点。
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