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构网型风机频率主动支撑特性仿真分析
1
作者 曲胜 唐建平 +3 位作者 李洋涛 刘红文 庞家猛 胡鹏 《控制与信息技术》 2025年第1期64-70,共7页
为了对构网型双馈风机的惯量时间常数、下垂系数等关键参数给出定量分析,文章聚焦于构网型双馈风机的频率支撑特性,提出一种构网型风机控制的架构。其首先基于构网型控制和跟网型控制在变流系统控制实现上的主要区别,分析现阶段虚拟同... 为了对构网型双馈风机的惯量时间常数、下垂系数等关键参数给出定量分析,文章聚焦于构网型双馈风机的频率支撑特性,提出一种构网型风机控制的架构。其首先基于构网型控制和跟网型控制在变流系统控制实现上的主要区别,分析现阶段虚拟同步控制方式和下垂控制方式的主要原理;然后使用PSCAD平台建立了基于所述架构的有功-频率虚拟同步控制、有功-频率下垂控制的构网风机电磁模型,从频率主动支撑关键参数、频率主动支撑特性等技术维度进行了验证。验证结果表明,虚拟同步控制的方式由于模拟了同步机特性,在惯量支撑方面有较好的响应,通过匹配不同的时间常数,可以得到与场景匹配的支撑响应,在频率变化率为1Hz/s时,单个风机实现了5.5%额定功率的有功支撑;而采用下垂控制方式的构网型控制,在一次调频方面有较好的响应,下垂系数可以在5%~10%之间进行有效调整,但对电网频率变化率的惯量支撑效果不明显。 展开更多
关键词 构网型风电机组 频率主动支撑 虚拟同步 下垂控制 惯量响应 一次调频
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无功扰动下分布式风电配电网母线电压虚拟阈值检测方法
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作者 唐建平 曲胜 +1 位作者 李洋涛 庞家猛 《控制与信息技术》 2025年第1期114-121,共8页
分布式风电机组是通过集电线路直接接入邻近的配电网,其输出功率的变化直接影响配电网母线电压,从而影响接入该配电网的负荷运行。为了能实时检测分布式风电机组接入配电网母线电压的状态,为分布式风电机组的功率控制提供依据,文章提出... 分布式风电机组是通过集电线路直接接入邻近的配电网,其输出功率的变化直接影响配电网母线电压,从而影响接入该配电网的负荷运行。为了能实时检测分布式风电机组接入配电网母线电压的状态,为分布式风电机组的功率控制提供依据,文章提出了基于周期性无功扰动的分布式风电接入配电网电压虚拟阈值的检测方法。通过分布式风电机组输出周期性无功功率,根据发电机机端电压与无功电流得到分布式风电母线与风电机组间的虚拟阻抗,从而得到母线间接检测电压值,并在风电机组不同机端电压与无功功率运行模式下,将母线间接检测电压和风电机组机端电压分别作为母线虚拟电压,将母线虚拟电压运行阈值作为实际母线电压虚拟阈值。仿真分析结果表明,在风电机组不同机端电压与无功功率四种组合运行模式下,母线虚拟电压比母线实际电压更早达到母线电压运行阈值,能够实现母线实际电压越限提前控制及保护。可见,将母线间接检测电压运行阈值点作为实际母线电压的运行阈值具有有效性。 展开更多
关键词 分布式风电机组 母线电压 周期性无功扰动 虚拟阈值 电压合理性
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构网型风电主动支撑下风电机组载荷研究
3
作者 李洋涛 索连帅 +1 位作者 庞家猛 唐建平 《控制与信息技术》 2025年第1期57-63,共7页
针对构网型(grid-forming,GFM)风电机组在主动支撑过程中由电磁转矩扰动导致风电机组传动链载荷增加的问题,文章建立了风电机组机械-电气联合仿真的模型。通过这一模型,文章对比了基于虚拟同步机(virtual synchronous generator,VSG)控... 针对构网型(grid-forming,GFM)风电机组在主动支撑过程中由电磁转矩扰动导致风电机组传动链载荷增加的问题,文章建立了风电机组机械-电气联合仿真的模型。通过这一模型,文章对比了基于虚拟同步机(virtual synchronous generator,VSG)控制的GFM风电机组与基于矢量控制的跟网型(grid following,GFL)风电机组在电网频率突变情况下的载荷特性;同时,还深入分析了VSG控制关键参数对于风电机组传动链载荷的影响。研究结果表明,GFM风电机组在提供频率支撑时,会激发传动链的扭振现象,并且VSG控制的关键参数对传动链载荷具有显著影响。 展开更多
关键词 风电机组 构网型 虚拟同步机 联合仿真
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含风电/潮流能/储能的海岛微电网容量配置优化研究 被引量：1
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作者 庞家猛 臧晓笛 《控制与信息技术》 2022年第6期1-7,共7页
文章以孤立海岛微电网为研究对象,考虑其特殊场景及土地资源稀缺等因素,基于海岛可利用的可再生资源,以风力发电机组、潮流发电机组和电池储能系统作为分布式电源,构建了一个清洁的、独立的海岛可再生能源微电网;针对微电网中分布式电... 文章以孤立海岛微电网为研究对象,考虑其特殊场景及土地资源稀缺等因素,基于海岛可利用的可再生资源,以风力发电机组、潮流发电机组和电池储能系统作为分布式电源,构建了一个清洁的、独立的海岛可再生能源微电网;针对微电网中分布式电源的容量配置问题,综合考虑经济性、可靠性和能源利用率,以最小化电力供应缺失率、单位能源成本和能源丢弃率为目标,建立了一个海岛微电网容量配置三目标优化模型,并采用多目标粒子群优化算法对所建立的模型进行求解,得到不同的容量配置方案。算例仿真结果验证了所提出的多目标海岛微电网容量配置方法的有效性和可行性。 展开更多
关键词 海岛微电网 多目标优化 容量配置 风电 潮流能 电池储能
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基于状态空间映射的模型不完备风电场调频能力在线评估方法 被引量：8
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作者 王中冠 刘嘉琛 +4 位作者 郭力 臧晓笛 庞家猛 任一飞 张宇轩 《中国电机工程学报》 EI CSCD 北大核心 2023年第3期927-938,共12页
为了保证风电机组的转速安全,在风电场参与调频前,需要首先评估风电场的最大调频能力。由于风电场风机数量众多、动态特性复杂,传统基于模型分析评估风电场调频能力的方法难以实现解析求解,且验证依赖模型的完整度和精确性。提出一种数... 为了保证风电机组的转速安全,在风电场参与调频前,需要首先评估风电场的最大调频能力。由于风电场风机数量众多、动态特性复杂,传统基于模型分析评估风电场调频能力的方法难以实现解析求解,且验证依赖模型的完整度和精确性。提出一种数据驱动的风电场调频能力模型评估在线方法,通过利用状态空间映射将原本复杂的非线性模型转化为高维空间中的线性模型。该方法综合数据驱动和模型分析方法,可以直接利用风电场真实运行数据进行离线训练,训练数据无需覆盖调频极限场景,即可构建全局线性模型,从而在线精准评估风电场极限调频能力。算例结果证明,该文方法相对于传统风电场调频能力评估方法具有能够快速在线解析求解、不依赖模型精度、训练数据易获取的性能优势。 展开更多
关键词 风电场 调频能力 数据驱动 状态空间映射 Koopman方法
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实际风电场应用的“一机一储”系统设计及仿真研究
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作者 庞家猛 张颖 +3 位作者 刘红文 索连帅 唐建平 李洋涛 《控制与信息技术》 2025年第1期71-77,共7页
风能作为一种典型的间歇性能源,有着低阻尼、弱惯量、缺乏频率支撑能力以及电压支撑能力弱等问题,大面积接入会给电力系统的稳定运行带来不小的挑战,加剧风能在电网中作为主力电源地位的不确定性。为此,文章提出了一种创新的风电并网稳... 风能作为一种典型的间歇性能源,有着低阻尼、弱惯量、缺乏频率支撑能力以及电压支撑能力弱等问题,大面积接入会给电力系统的稳定运行带来不小的挑战,加剧风能在电网中作为主力电源地位的不确定性。为此,文章提出了一种创新的风电并网稳定性解决方案——“一机一储”系统。该系统通过储能与风机的协同运行,旨在有效平滑功率和电压波动;在风能出力波动较大时,储能设备迅速响应,补充或吸收电能,发出无功,从而稳定电网的供需平衡,提升并网稳定性和可靠性。为验证该系统的实际应用效果,本文充分结合了风电场站的现场条件,采用了实验室仿真与风场样机实测相结合的双重验证方法。实验结果表明,“一机一储”系统在有效降低风电功率波动、提高电网稳定性的同时,还显示出更高的经济性和技术可行性,为风能在电网中的广泛应用提供了可能。 展开更多
关键词 新能源电力系统 风储耦合 新能源并网 调频调压 功率平滑
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