跟网型风电机组“虚拟惯性常数”常数化计算方法

1

作者 李世春 石明达 +3 位作者 张业丽 杨跳 刘蒙恩 李振兴 《电力系统及其自动化学报》 北大核心 2025年第2期141-150,共10页

针对跟网型风电机组“虚拟惯性常数”无法聚合求解系统等效惯性常数以及不能构建完整的SFR模型问题,提出跟网型风电机组“虚拟惯性常数”常数化计算方法。首先,建立具有最相近风机转子动能变化量的目标函数,并考虑动能变化关键节点和动... 针对跟网型风电机组“虚拟惯性常数”无法聚合求解系统等效惯性常数以及不能构建完整的SFR模型问题,提出跟网型风电机组“虚拟惯性常数”常数化计算方法。首先,建立具有最相近风机转子动能变化量的目标函数,并考虑动能变化关键节点和动能变化动态过程的约束条件。其次,根据虚拟惯量响应过程动能变化阶段相异特征,分段求解具有“等效惯量和能量支撑”效果的常数化“虚拟惯性常数”,实现系统等效惯性常数的可聚合求解。最后,通过建立系统频率响应模型,结合时域仿真法和相关评价指标验证了计算结果的精确性。 展开更多

关键词 跟网型风电机组“ 虚拟惯性常数”常数化计算 等效能量变化 电力系统等效惯性常数

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考虑频率稳定问题的新能源场站VSG储能配置方法

2

作者 包江龙 田浩 杨楠 《现代电子技术》 北大核心 2025年第18期70-76,共7页

针对“双碳”目标下高比例新能源接入,火电机组减少会对系统频率稳定带来不利影响的问题,提出一种基于惯量角度的新能源场站虚拟同步发电机(VSG)储能配置方法。首先通过定量分析火电机组减少所导致的系统转动惯量损失,确定仅具备惯量支... 针对“双碳”目标下高比例新能源接入,火电机组减少会对系统频率稳定带来不利影响的问题,提出一种基于惯量角度的新能源场站虚拟同步发电机(VSG)储能配置方法。首先通过定量分析火电机组减少所导致的系统转动惯量损失,确定仅具备惯量支撑功能的VSG储能的理论容量;然后分析VSG储能容量与控制参数的关系,辨识VSG的虚拟惯性时间常数,在此基础上引入一次调频控制,计算得到兼具惯量支撑及一次调频功能的VSG储能功率和容量;最后,通过PSCAD建立的三机九节点模型进行仿真分析,验证该VSG储能配置方法的正确性。结果表明,所提方法能够使新能源机组具备快速频率响应能力,一定程度上模拟火电机组的惯量响应和一次调频环节,精准补偿系统缺失惯量。 展开更多

关键词 频率稳定 新能源场站 虚拟同步发电机 储能配置 惯量响应 调频控制 系统惯量 惯性时间常数

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跟网型电化学储能虚拟惯性常数的常数化计算方法 被引量：3

3

作者 李世春 张业丽 +3 位作者 刘颂凯 石明达 张业 李振兴 《电力系统自动化》 EI CSCD 北大核心 2024年第20期149-158,共10页

在包含跟网型储能虚拟惯量控制的新型电力系统频率响应(SFR)建模应用中,跟网型储能的虚拟惯性常数具有时变特性,且无法聚合求解系统等效惯性常数,导致不能构建完整的SFR模型。基于此,提出了跟网型电化学储能虚拟惯性常数的常数化计算方... 在包含跟网型储能虚拟惯量控制的新型电力系统频率响应(SFR)建模应用中,跟网型储能的虚拟惯性常数具有时变特性,且无法聚合求解系统等效惯性常数,导致不能构建完整的SFR模型。基于此,提出了跟网型电化学储能虚拟惯性常数的常数化计算方法,通过计算具有等效惯性常数-能量支撑效果的常数化虚拟惯性常数,实现系统等效惯性常数的聚合求解。该方法根据能量变化关键节点和动态过程的约束条件,以及跟网型储能虚拟惯量响应的两阶段相异特征,建立了具有最相近能量变化的目标函数,以分段求解常数化虚拟惯性常数。最后,通过建立SFR模型,结合时域仿真法和相关评价指标验证了计算结果的精确性。 展开更多

关键词 新型电力系统 跟网型储能 虚拟惯性常数 常数化计算 等效能量 等效惯性常数 系统频率响应

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新型电力系统点对网惯性支撑能力在线监测方法 被引量：1

4

作者 邓小宇 刘牧阳 +3 位作者 常喜强 南东亮 莫若 陈俊儒 《上海交通大学学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2024年第9期1390-1399,共10页

准确及时地监测低惯量新型电力系统中聚合电源汇集点对电网的惯性支撑能力,对于提升系统安全、稳定、经济化运行具有重要意义.为阐明点对网的惯性支撑能力在线监测方法的基本原理,首先对以摇摆方程为基础的电力系统等效惯性常数定义及... 准确及时地监测低惯量新型电力系统中聚合电源汇集点对电网的惯性支撑能力,对于提升系统安全、稳定、经济化运行具有重要意义.为阐明点对网的惯性支撑能力在线监测方法的基本原理,首先对以摇摆方程为基础的电力系统等效惯性常数定义及现有在线监测方法进行回顾;然后,为弥补现有在线监测方法在准确性上的欠缺,创新性地提出基于回归法的等效惯性常数辨识方法,并与在线惯量监测方法结合,构建基于同步相量测量单元的新型电力系统点对网惯性支撑能力在线监测的系统性方法;最后,利用改进的新英格兰10机39节点系统仿真分析,论证了该惯性支撑能力在线监测方法的实时性、准确性及其对新型电力系统的适用性. 展开更多

关键词 新型电力系统 惯量监测 虚拟同步电机 等效惯性常数

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基于双馈风电机组有效储能的变参数虚拟惯量控制 被引量：105

5

作者 田新首 王伟胜 +3 位作者 迟永宁 李庚银 汤海雁 李琰 《电力系统自动化》 EI CSCD 北大核心 2015年第5期20-26,33,共8页

双馈风电机组采用电力电子变流器控制使得机械部分与电气部分解耦,大规模风电并网后电力系统总有效转动惯量下降,增加了系统的调频压力。文中通过对双馈风电机组运行及控制特性的分析,研究给出了反映机组有效储能的等效虚拟惯性时间常... 双馈风电机组采用电力电子变流器控制使得机械部分与电气部分解耦,大规模风电并网后电力系统总有效转动惯量下降,增加了系统的调频压力。文中通过对双馈风电机组运行及控制特性的分析,研究给出了反映机组有效储能的等效虚拟惯性时间常数的计算方法,提出了基于双馈风电机组有效储能的变参数虚拟惯量控制策略。该控制策略通过检测电网频率变化以及动态识别机组运行状态,修改控制参数控制机组有功输出,释放或吸收机组有效动能,对电网提供动态频率支撑。在理论分析基础上进行时域仿真验证,仿真结果表明,双馈风电机组变参数虚拟惯量控制在机组各种运行工况下实现了对系统频率的有效支撑,提高了电力系统频率稳定性,且保证了机组调频过程中自身运行的稳定性。 展开更多

关键词 双馈感应发电机 变参数 虚拟惯量控制 等效虚拟惯性时间常数 频率稳定性

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基于改进SFR模型的含风电虚拟惯性/一次调频电力系统频率响应特性 被引量：19

6

作者 李世春 曹润杰 +2 位作者 雷小林 李振兴 刘道兵 《可再生能源》 CAS 北大核心 2019年第5期694-700,共7页

文章利用等效虚拟惯性时间常数定量表征风电场惯性响应,采用传递函数模型描述风电场一次调频响应,结合再热式火电机组和水电机组的原动机-调速器模型,针对含多个风电场/火电机组/水电机组的电力系统提出了改进SFR解析计算等值模型,用于... 文章利用等效虚拟惯性时间常数定量表征风电场惯性响应,采用传递函数模型描述风电场一次调频响应,结合再热式火电机组和水电机组的原动机-调速器模型,针对含多个风电场/火电机组/水电机组的电力系统提出了改进SFR解析计算等值模型,用于分析计算含风电虚拟惯性响应和一次调频的电网频率响应特性。仿真结果表明,改进SFR模型能更真实地反映含风电惯性/一次调频响应作用的电力系统频率特性,为客观评估高风电渗透率下的电力系统频率稳定运行状态提供了理论基础。 展开更多

关键词 虚拟惯性时间常数 一次调频辅助控制 改进SFR模型

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基于参数模糊推理的风机虚拟惯量优化控制策略 被引量：13

7

作者 黎静华 宋诚鑫 兰飞 《电力系统自动化》 EI CSCD 北大核心 2023年第20期125-133,共9页

随着风电渗透率的增大,利用风电提供虚拟惯量提高系统频率稳定性成为必然需求。但风机固有速度控制器和虚拟惯性控制环节的控制目标存在差异,导致风机的调频效果得不到充分发挥。鉴于此,提出一种基于参数模糊推理的虚拟惯量优化控制策... 随着风电渗透率的增大,利用风电提供虚拟惯量提高系统频率稳定性成为必然需求。但风机固有速度控制器和虚拟惯性控制环节的控制目标存在差异,导致风机的调频效果得不到充分发挥。鉴于此,提出一种基于参数模糊推理的虚拟惯量优化控制策略。通过建立含风电的电力系统频率响应模型,分析了风电主动参与调频对系统频率响应的影响。进一步,从采用附加功率虚拟惯量控制风机的输出增量组成中,推导得出速度控制器输出的调频抑制量。同时,将附加功率量转化为转速释放量,作为速度控制器参考转速调整量,并采用模糊推理算法动态调整虚拟惯量控制参数,避免了固有速度控制器和虚拟惯性控制环节间的矛盾。仿真结果表明,所提方法消除了固有速度控制器对调频的不利影响,可有效改善调频性能,提高了系统的频率稳定性。 展开更多

关键词 风电 虚拟惯量控制 频率响应 模糊推理 惯性时间常数

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含风电虚拟惯性响应的电力系统等效惯性时间常数计算 被引量：9

8

作者 李世春 唐红艳 +2 位作者 刘道兵 吕翔生 雷小林 《可再生能源》 CAS 北大核心 2018年第10期1486-1491,共6页

文章研究了含风电虚拟惯性响应的电力系统等效惯量定量计算方法,探究了风电虚拟惯性响应对电力系统惯性耦合特征的定量影响规律。在计算单个风电场等效虚拟惯性时间常数基础上,考虑不同风电渗透率情况,给出了电力系统等效惯性时间常数... 文章研究了含风电虚拟惯性响应的电力系统等效惯量定量计算方法,探究了风电虚拟惯性响应对电力系统惯性耦合特征的定量影响规律。在计算单个风电场等效虚拟惯性时间常数基础上,考虑不同风电渗透率情况,给出了电力系统等效惯性时间常数解析计算表达式,通过仿真算例对电力系统等效惯性时间常数的解析结果进行验证,并分析了电力系统等效惯量的时变特性。 展开更多

关键词 风电虚拟惯性 动态频率特性 等效惯性时间常数 时变特性

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虚拟同步发电机的并网功率控制及模式平滑切换 被引量：44

9

作者 颜湘武 贾焦心 +2 位作者 王德胜 李正文 葛延峰 《电力系统自动化》 EI CSCD 北大核心 2018年第9期91-99,共9页

现有控制策略难以在电网频率发生波动时实现并网虚拟同步发电机(VSG)的恒功率控制与惯量、阻尼支撑相互协调控制。针对此问题,提出一种VSG的PQ控制模式,使得并网状态下VSG能够实现稳态恒功率运行,同时在动态过程中可以为系统提供惯量支... 现有控制策略难以在电网频率发生波动时实现并网虚拟同步发电机(VSG)的恒功率控制与惯量、阻尼支撑相互协调控制。针对此问题,提出一种VSG的PQ控制模式,使得并网状态下VSG能够实现稳态恒功率运行,同时在动态过程中可以为系统提供惯量支撑。对比分析VSG功率环模型与基于虚拟功率的锁相环模型,提出将功率环模型校正为有零点典型二阶系统,在保持同步机制的同时实现电网频率扰动下VSG的PQ控制模式。通过比例—积分(PI)环节与惯性环节的切换以及参数设计来实现恒定稳态有功功率控制与频率下垂控制之间的平滑切换;从输入和扰动响应这2方面对恒定有功功率控制与频率下垂控制模式进行对比分析。最后,对这2种模式的稳定运行与平滑切换进行了仿真和实验验证。结果表明:PQ控制模式的有功功率控制稳态性能明显优于频率下垂模式,动态性能则弱于频率下垂模式。 展开更多

关键词 虚拟同步发电机 恒功率控制 惯量功率 平滑切换 下垂控制 并网逆变器

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考虑虚拟惯性时间常数和频率二次跌落的风电频率综合控制策略 被引量：4

10

作者 彭海涛 何山 +3 位作者 程静 袁至 闫学勤 常喜强 《太阳能学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2023年第8期509-517,共9页

首先,根据虚拟惯性时间常数对风电机组惯性支撑能力进行定量表征,进而分析转矩控制器参数对虚拟惯性时间常数的影响。在此基础上,提出一种自适应下垂控制与转矩控制器模糊自适应控制相结合的频率综合控制策略,实现对虚拟惯性时间常数的... 首先,根据虚拟惯性时间常数对风电机组惯性支撑能力进行定量表征,进而分析转矩控制器参数对虚拟惯性时间常数的影响。在此基础上,提出一种自适应下垂控制与转矩控制器模糊自适应控制相结合的频率综合控制策略,实现对虚拟惯性时间常数的灵活调整,在抑制系统频率快速变化的同时,加快频率恢复,并可有效解决频率二次跌落问题。最后通过仿真验证所提控制策略的有效性以及对频率二次跌落的改善作用。 展开更多

关键词 风力发电 综合控制 模糊逻辑 虚拟惯性时间常数 频率二次跌落

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并网逆变器虚拟惯性与阻尼的等效及辨识 被引量：16

11

作者 于鸿儒 苏建徽 +1 位作者 徐华电 施永 《中国电机工程学报》 EI CSCD 北大核心 2019年第20期6034-6043,共10页

针对并网逆变器的下垂控制策略与虚拟同步发电机(virtual synchronous generator,VSG)控制策略,建立统一的线性化传递函数模型,并提出一种虚拟惯性和阻尼的等效及辨识方法,论证使用等效惯性常数与等效阻尼系数量化并网逆变器参与电网调... 针对并网逆变器的下垂控制策略与虚拟同步发电机(virtual synchronous generator,VSG)控制策略,建立统一的线性化传递函数模型,并提出一种虚拟惯性和阻尼的等效及辨识方法,论证使用等效惯性常数与等效阻尼系数量化并网逆变器参与电网调节能力的合理性。使用等效惯性常数和等效阻尼系数代替中间变量,建立能够统一下垂控制策略与VSG控制策略的线性化传递函数模型。根据所建立的模型,将模型辨识问题简化为参数辨识问题。通过给予并网逆变器输出功率阶跃扰动激励出的功率振荡模态信息,建立系统实际输出与模型输出的时域关系,将参数辨识问题转化为参数优化问题。利用智能优化算法辨识出并网逆变器的等效惯性常数与等效阻尼系数。该辨识方法能够避免模型差分化所带来的误差,精度高,物理意义明确。最后进行实验验证,实验结果证明了理论分析的正确性与辨识方法的有效性。 展开更多

关键词 下垂控制 虚拟同步机 等效惯性常数 等效阻尼系数 参数辨识

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高风电渗透率系统的模糊自适应虚拟惯量控制 被引量：32

12

作者 柯贤波 张文朝 +3 位作者 李朋旺 牛拴保 盛四清 杨俊炜 《电网技术》 EI CSCD 北大核心 2020年第6期2127-2134,共8页

随着风电大规模并网,电力系统逐渐发展为低惯量系统,广泛推广风电机组转子惯性控制技术对于提高系统的频率稳定性具有重要意义。该文通过对双馈风电机组和火电机组调频特性的分析以及对双馈风电机组等效惯性常数的研究,提出了风-火系统... 随着风电大规模并网,电力系统逐渐发展为低惯量系统,广泛推广风电机组转子惯性控制技术对于提高系统的频率稳定性具有重要意义。该文通过对双馈风电机组和火电机组调频特性的分析以及对双馈风电机组等效惯性常数的研究,提出了风-火系统模糊自适应虚拟惯量控制策略。首先根据风电机组运行工况和系统风电渗透率模糊动态决策出了风电场调频比例系数,其次基于风电机组辅助惯性控制微分系数与风电机组等效惯量常数的关系和风火联合增量系统模型整定了风电机组虚拟惯性控制参数的变化范围,最后设计算例验证了所提自适应调频控制策略的有效性。仿真结果表明该策略不仅使得风电机组在各种运行工况下均能够提供可靠的有功支撑,还保证了调频过程中风电机组的稳定运行,提高了系统的频率稳定性。 展开更多

关键词 低惯量系统 双馈风电机组 等效惯量常数 模糊控制 自适应虚拟惯量

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基于补偿二乘法的VSG惯性辨识问题及解决方法 被引量：4

13

作者 王绪伟 苏建徽 +2 位作者 秦骏达 刘盼盼 施永 《电测与仪表》 北大核心 2023年第7期52-57,共6页

虚拟同步发电机(VSG)的惯性是微网逆变器的重要参数,现有文献在对VSG惯性参数辨识过程中,为避免算法在递推过程中不收敛,需对输出数据进行滤波预处理。然而实验发现,输出滤波器截止频率会影响递推算法的最终辨识结果。针对上述问题,文... 虚拟同步发电机(VSG)的惯性是微网逆变器的重要参数,现有文献在对VSG惯性参数辨识过程中,为避免算法在递推过程中不收敛,需对输出数据进行滤波预处理。然而实验发现,输出滤波器截止频率会影响递推算法的最终辨识结果。针对上述问题,文章分析了滤波方式影响辨识结果的机理,提出对输入和输出数据等效滤波之后再进行递推运算的辨识方法,并通过实验和仿真验证了理论分析的正确性及所提方法的有效性。 展开更多

关键词 虚拟同步发电机 惯性时间常数 参数辨识 等效滤波

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基于汇集点处PMU测量的聚合电源等效惯性常数估测方法研究 被引量：3

14

作者 莫若 邓小宇 +1 位作者 蔺红 刘牧阳 《智慧电力》 北大核心 2023年第9期81-87,112,共8页

为解决传统的转动惯量估测方法对新型电力系统各关键聚合电源的综合惯量估测结果准确性较低的问题,提出了一种基于电网侧相量测量单元(PMU)的聚合电源等效惯性常数估测方法。该方法首先对PMU获取的聚合电源汇集点频率与有功功率变化率... 为解决传统的转动惯量估测方法对新型电力系统各关键聚合电源的综合惯量估测结果准确性较低的问题,提出了一种基于电网侧相量测量单元(PMU)的聚合电源等效惯性常数估测方法。该方法首先对PMU获取的聚合电源汇集点频率与有功功率变化率数据进行降噪,然后采用Tikhonov正则化算法估测聚合电源的等效惯性常数;最后采用改进的WSCC 9节点系统对该方法进行仿真测试。结果表明所提方法对聚合电源等效惯性常数估测结果具有极高准确性,对测量噪声的鲁棒性强,可用于新型电力系统综合惯量水平估测。 展开更多

关键词 虚拟惯量 惯性评估 相量测量单元 等效惯性常数 TIKHONOV正则化

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基于数模计算的水电站调压室设置条件判别方法 被引量：7

15

作者 张婧镁 鞠小明 《人民长江》 北大核心 2019年第11期211-216,232,共7页

水电站调压室设计规范中,对是否需要设置调压室采用的判定依据是:引水系统的水流惯性时间常数值(T_w)是否小于2~4 s,再结合与机组惯性时间常数之比来研判。而在实际工作中,对于Tw介于2~4 s的水电站,设计人员难以判定是否需要设置调压室... 水电站调压室设计规范中,对是否需要设置调压室采用的判定依据是:引水系统的水流惯性时间常数值(T_w)是否小于2~4 s,再结合与机组惯性时间常数之比来研判。而在实际工作中,对于Tw介于2~4 s的水电站,设计人员难以判定是否需要设置调压室。为此,以四川省拉拉山水电站为例进行了计算研究。该水电站引水隧洞长仅为2.3 km,且Tw介于2~4 s之间,采用了瞬变流计算方法进行调压室设置与否的定量论证分析,并给出了电站调节保证计算和引水系统小波动稳定性计算方程及实例计算曲线。结果表明:系统的小波动稳定性较好,调节保证计算结果符合设计规范。该水电站设置调压室的论证过程和方法可为同类电站的设计提供借鉴和参考。 展开更多

关键词 调压室 设置条件判别 调保计算 瞬变流计算 水流惯性时间常数 拉拉山水电站

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复卷机传动控制系统的设计及应用 被引量：1

16

作者 马晓宇 《中国造纸》 CAS 北大核心 2017年第1期57-61,共5页

造纸行业中的下引纸复卷机直流传动控制系统的技术关键在于退纸辊的恒张力控制。本设计围绕退纸辊的恒张力控制要求,在程序设计上必须实现退纸辊的直径计算功能、纸幅的直接张力检测补偿功能以及在系统加减速过程中动态惯量补偿功能,并... 造纸行业中的下引纸复卷机直流传动控制系统的技术关键在于退纸辊的恒张力控制。本设计围绕退纸辊的恒张力控制要求,在程序设计上必须实现退纸辊的直径计算功能、纸幅的直接张力检测补偿功能以及在系统加减速过程中动态惯量补偿功能,并结合对以上程序功能的设计和应用,对下引纸复卷机传动控制系统进行设计。 展开更多

关键词 直径计算 恒张力控制 动态惯量补偿 复卷机

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直流微电网中风电机组的暂态电量惯性控制策略 被引量：11

17

作者 付媛 甄栋夫 +2 位作者 张祥宇 赵欣艳 王耀铎 《高电压技术》 EI CAS CSCD 北大核心 2022年第1期156-165,共10页

含分布式电源的直流微电网惯性低,负荷功率波动容易诱发直流母线电压稳定性问题,需改进电源控制策略,增大系统惯性,提高电压质量。首先建立直流微电网简化模型,阐述系统惯性的定义和组成,分析恒功率负荷变化对稳定运行点和电量的影响。... 含分布式电源的直流微电网惯性低,负荷功率波动容易诱发直流母线电压稳定性问题,需改进电源控制策略,增大系统惯性,提高电压质量。首先建立直流微电网简化模型,阐述系统惯性的定义和组成,分析恒功率负荷变化对稳定运行点和电量的影响。结合系统稳定运行分析以及等电量原则,提出了适用于直流微电网中风电机组改善电压惯性的控制策略。该策略通过在机侧变流器引入附加功率信号,为直流电网恢复提供附加暂态电量,增大系统惯性支持,有效抑制直流电压波动,提高系统暂态稳定性。最后,在Matlab/Simulink仿真软件中搭建了直流微电网模型,验证所提控制策略的有效性。 展开更多

关键词 直流微电网 虚拟惯性 暂态电量 风电机组 恒功率负荷 暂态电量惯性控制

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