計及功率響應延時補償的換流器接口電源等效慣量估計方法

李昭良，胥國毅，王 程，張嘯笛，李相俊，畢天姝

（1. 新能源電力系統國家重點實驗室（華北電力大學），北京市 102206；2. 新能源與儲能運行控制國家重點實驗室（中國電力科學研究院有限公司），北京市 100192）

0 引言

在中國加快能源轉型并提出“碳達峰·碳中和”目標的背景下，電力系統中風電、光伏等換流器接口電源（converter-interfaced generator，CIG）比例將進一步提高。大量CIG 取代同步電源（synchronous generator，SG）接入電網，如果不附加調頻控制，將使系統慣量下降、一次調頻能力降低，系統受擾動后頻率變化率、最大頻率偏差增大［1-2］，加劇頻率失穩風險并可能引發大停電事故［3］。開發CIG 的頻率控制潛力成為應對系統頻率穩定的重要手段和各國并網導則或標準中的要求。慣量作為衡量頻率穩定性的重要指標，決定了頻率響應動態特性。然而，CIG電源頻率響應差異顯著，風、光頻率控制存在不確定性。因此，評估CIG 的等效轉動慣量對研究雙高電力系統的頻率動態特性、評估考核CIG 頻率控制能力、提升CIG 主動支撐電網頻率的能力具有重要意義。

目前報道的文獻中，慣量評估主要針對傳統同步發電機系統，評估方法包括3 類［4-13］：基于準穩態運行的評估、基于小擾動事件的評估和基于大擾動事件的評估。換流器接口內部風光資源出力的隨機性和波動性使得利用大量運行數據構建的慣量評估概率或統計模型精度下降［4-5］，造成基于準穩態運行的評估方法應用于CIG 時準確性降低。基于小擾動事件的評估方法，評估精度依賴于小信號模型的精度［6-7］或頻域參數辨識方法的選擇［8-9］，對采用調頻資源配置方式靈活、調頻控制方式靈活及有功響應延時上下浮動的CIG，難以建立準確的小信號模型或頻域模型。……