基于储能的风电虚拟同步机调频特性分析*

doi:10.16628/j.cnki.2095-8188.2020.08.004

电器与能效管理技术 ›› 2020, Vol. 593 ›› Issue (8): 18-22.doi: 10.16628/j.cnki.2095-8188.2020.08.004

基于储能的风电虚拟同步机调频特性分析^*

颜全椿¹^,², 顾文¹, 李辰龙¹, 刘亚南¹, 梅睿¹

1.江苏方天电力技术有限公司,江苏南京 211102
2.河海大学能源与电气学院,江苏南京 211100

收稿日期:2020-02-28 出版日期:2020-08-30 发布日期:2020-09-10
作者简介:颜全椿(1989—),男,博士研究生,主要从事新能源并网运行与控制工作。|顾文(1969—),男,高级工程师,主要从事新能源并网运行与控制工作。|李辰龙(1980—),男,高级工程师,主要从事新能源并网运行与控制工作。
基金资助:
* 国家自然科学基金(51877071);国网江苏省电力公司科技项目(KJXM-0145)

Frequency Modulation Characteristics Analysis of Wind Power Virtual Synchronous Machine Based on Energy Storage

YAN Quanchun¹^,², GU Wen¹, LI Chenglong¹, LIU Yanan¹, MEI Rui¹

1. Jiangsu Frontier Electric Technology Co.,Ltd.,Nanjing 211102,China
2. School of Electrical Engineering,Hohai University,Nanjing 211100,China

Received:2020-02-28 Online:2020-08-30 Published:2020-09-10

摘要/Abstract

摘要：

基于虚拟同步机(VSG)技术的新能源电站是解决其转动惯量不足问题的有效办法。传统基于VSG的风电场在功率突增/突减时可平抑波动,使输出功率更为平滑,但缺少风电与储能配套的VSG控制。为此,对风电及储能的控制原理及数学模型进行推导,并搭建具有VSG的控制模型。最后,基于MATLAB/Simulink仿真系统对风电机组与储能应对功率突增/突减的调频特性进行分析,结果表明本文所提控制方法对风电及储能的VSG控制能够有效抑制功率波动,具有良好的调频特性。

关键词: 风电场, 储能, 虚拟同步机, 调频特性

Abstract:

The new energy plant based on virtual synchronizer generator(VSG) is an effective way to solve the problem of insufficient moment of inertia.The traditional VSG based wind farm can suppress the fluctuation when the power suddenly increases/decreases,and make the output power more smooth,but it lacks the VSG control matched with wind power and energy storage.Therefore,the control principle and mathematical model of wind power and energy storage are deduced,and the control model with VSG is built.Finally,based on the MATLAB/Simulink simulation system,the frequency modulation characteristics of wind turbine and energy storage in response to sudden increase/decrease of power are analyzed.The results show that the proposed control method for VSG control of wind power and energy storage can effectively suppress power fluctuation and has good frequency modulation characteristics.

Key words: wind plant, energy storage, virtual synchronizer generator, frequency modulation characteristics

中图分类号:

TM615

颜全椿, 顾文, 李辰龙, 刘亚南, 梅睿. 基于储能的风电虚拟同步机调频特性分析^*[J]. 电器与能效管理技术, 2020, 593(8): 18-22.

YAN Quanchun, GU Wen, LI Chenglong, LIU Yanan, MEI Rui. Frequency Modulation Characteristics Analysis of Wind Power Virtual Synchronous Machine Based on Energy Storage[J]. LOW VOLTAGE APPARATUS, 2020, 593(8): 18-22.

图/表 8

图1

图2

图3

图4

表1

图5

表2

图6

参考文献 17

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参数	数值	参数	数值
额定电压/V	690	额定风速/(m·s^-1)	8
切入风速/(m·s^-1)	0.5	暂态电抗/p.u.	0.349 6
切出风速/(m·s^-1)	12	功率因数	-0.95~0.95
额定频率/Hz	50

工况	调频特性/Hz			提升效果/%
工况	无VSG	含VSG		提升效果/%
工况1	+0.20		+0.12	40.0
工况2	-0.27		-0.15	44.4

基于储能的风电虚拟同步机调频特性分析^*

Frequency Modulation Characteristics Analysis of Wind Power Virtual Synchronous Machine Based on Energy Storage

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