【精彩论文】虚拟同步风电场协同光伏电站附加阻尼控制方法

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摘要：迅速增长的新能源并网容量可能会导致电力系统的低频振荡现象，以风电和光伏为主的新能源机组应具备抑制低频振荡的能力。以含风电场和光伏电站的系统为研究对象，阐明双馈风机（doubly fed induction generator, DFIG）虚拟同步控制和附加阻尼控制增加系统阻尼的原理，以DFIG并网点处有功功率变化量为输入，分别在虚拟同步风电场有功控制环和光伏电站控制器上设计附加阻尼控制器。然后，根据DFIG运行区域，设计两者的协同控制策略。当DFIG运行在转速恒定区时，考虑到风机变桨距控制响应速度慢、抑制振荡效果不理想的特点，使DFIG不再参与附加阻尼控制，而是控制光伏电站输出额外的附加功率来弥补DFIG的不足。最后，建立包含风电场和光伏电站的仿真系统，通过Prony分析和时域仿真验证该协同控制方法的有效性和正确性。
结论：本文通过在风电场和光伏电站上设计附加阻尼控制器，使其向电网输送与低频振荡量有关的动态功率，研究其抑制电网低频振荡的能力。通过理论和仿真分析，得到以下结论。

（1）通过理论分析和仿真验证可证明采用VSG控制的DFIG并网后能增加系统的阻尼。系统振荡的时间明显小于传统矢量控制，在抑制低频振荡方面的能力接近同步机。

（2）当风速在切入风速和额定风速之间时，风机和光伏电站附加阻尼控制可以显著缩短振荡周期数，系统主导模态的阻尼比也在各种工况中最大。

（3）当DFIG运行在转速恒定区时，考虑到风机变桨距控制响应速度慢、抑制振荡效果不理想的缺点，DFIG不再参与附加阻尼控制。控制光伏电站输出额外的附加功率来弥补DFIG的缺点，可以取得较好的抑制低频振荡的效果。

引文信息

盛师贤, 周鑫, 王德林, 等. 虚拟同步风电场协同光伏电站附加阻尼控制方法[J]. 中国电力, 2022, 55(3): 177-186.SHENG Shixian, ZHOU Xin, WANG Delin, et al. Additional damping cooperative control method of virtual synchronous wind farm and photovoltaic power stations[J]. Electric Power, 2022, 55(3): 177-186.

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编辑：杨彪

校对：蒋东方

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