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基于频率-转速下垂控制的储能型双馈调相机惯量支撑方法
Inertia Support Method for Energy Storage Doubly-Fed Synchronous Condenser Based on Frequency-Speed Droop Control
| 作者 | 赵书强 · 高铭阳 · 王慧 · 曲瀚辰 · 李善颖 |
| 期刊 | 电力系统自动化 |
| 出版日期 | 2025年9月 |
| 卷/期 | 第 49 卷 第 17 期 |
| 技术分类 | 储能系统技术 |
| 技术标签 | 下垂控制 |
| 相关度评分 | ★★★★★ 5.0 / 5.0 |
| 关键词 | 储能 调相机 频率响应 转速 下垂控制 惯量 稳定性 赵书强 高铭阳 王慧 曲瀚辰 李善颖 电力系统自动化 Automation of Electric Power Systems |
版本:
储能型双馈调相机(ESDFC)兼具同步调相机的强电压支撑能力与转子储能带来的优异频率响应特性,可有效支撑高比例新能源电力系统的稳定运行。针对现有虚拟惯量控制难以协调稳态定速、暂态惯量支撑与转速自恢复的问题,提出一种基于频率-转速下垂控制的惯量支撑方法,阐明其在频率扰动下的转速调节机制。通过小信号建模分析等效惯量特性,构建并网系统频率响应模型,并采用特征值法分析小干扰稳定性,给出关键控制参数选取原则。仿真算例验证了所提策略在新能源场站并网场景下的频率支撑有效性。
作为一种新型调相机设备,储能型双馈调相机(ESDFC)不仅具备同步调相机的强电压支撑能力,而且可充分利用转子储能改善频率响应特性,为高比例新能源接入电力系统的安全稳定运行提供支撑.首先,针对当前有功型虚拟惯量控制方法难以兼顾储能型双馈调相机稳态定速运行、暂态惯量支撑及转速自恢复的问题,提出一种基于频率-转速下垂控制的惯量支撑方法,并阐明了频率扰动期间的转速调节过程.然后,通过小信号建模对不同控制参数下的等效惯量进行评估,构建了并网系统频率响应模型,并采用特征值法对小干扰稳定性进行分析,据此讨论了主要控制参数的选取原则.最后,通过新能源场站并网仿真算例验证了所提惯量控制策略对频率支撑的有效性.
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SunView 深度解读
该频率-转速下垂控制技术对阳光电源ST系列储能变流器和PowerTitan储能系统具有重要应用价值。ESDFC的惯量支撑机制可直接借鉴到构网型GFM储能系统中,通过优化虚拟惯量控制策略,解决现有VSG技术在频率支撑与SOC管理之间的协调难题。所提下垂控制方法可增强ST储能系统在新能源场站的一次调频能力,改善频率响应特性,同时实现能量自恢复。小信号建模与稳定性分析方法可用于优化阳光电源储能系统的控制参数整定流程,提升高比例新能源并网场景下的系统稳定性,特别适用于独立微网和弱电网环境的PowerTitan应用。