風-儲孤島微電網的虛擬同步電機模型預測頻率波動抑制

羅美玲,韓忠修,黃偉兵,赫嘉楠,壽邵安

(1.國網寧夏電力有限公司,寧夏 銀川 750001;2.國電南瑞南京控制系統有限公司,江蘇 南京 211100;3.國網寧夏電力有限公司電力科學研究院,寧夏 銀川 750011)

0 引 言

近年來,能源危機逐漸加劇,可再生能源重要性日趨顯著。風電并網滲透率快速增加,電力系統越來越電力電子化[1-3],大量風機運行時頻率波動頻繁,導致風機發電的穩定性受到影響。由于風速不確定和隨機性的特點,風機發電量通常會受到不規則變化的影響。此外,隨著風速的降低,功率輸出支撐也需要相應地增加備用功率,以確保風力發電機組的正常運轉,儲能系統是解決該問題的一個良好方案,然而,儲能系統的容量和成本限制以及體積問題,使得功率無法長時間得到補充,這將導致難以實現持續的功率補償[4-6]。為了解決這一問題,文獻[7]提出了僅在風速在額定值附近波動時進行功率補充或吸收的方法,以減小風-儲孤島微電網系統頻率波動的影響[8-11]。

預測控制是近年來發展非常良好的一種控制技術,因其具備多步預測、多目標控制、滾動優化等優點,目前已經被廣泛應用于電機驅動[12-13]、微電網系統能量管理、新能源電力電子系統控制中[14-17]。考慮到模型預測控制具有的上述優點,提出一種基于模型預測控制的虛擬同步電機來實現風-儲發電系統頻率波動抑制。

為實現頻率波動抑制,本文開展以下研究:首先,介紹模型預測控制的基本原理;其次,提出……