考虑一次调频死区的风电机组虚拟同步控制参数优化研究

来源：电工电能新技术杂志2023年第12期北京时间：

作者：曹俊英， 姚骏， 刘育明， 罗艺， 李登峰， 李小菊

单位：变电装备技术全国重点实验室重庆大学， 重庆 400044；
2.国网重庆市电力公司电力科学研究院， 重庆 401123

摘要：风电机组基于虚拟同步发电机(VSG)控制参与系统频率支撑时，调频参数设置不当可能导致转速低于约束值或变流器功率超出限值，且现有研究较少计及风电机组一次调频死区对系统频率响应的影响。因此，本文提出一种考虑一次调频死区及调频物理约束边界的风电机组虚拟同步控制参数优化方法。首先，更为精细化地计及一次调频死区的建模，建立含VSG控制的风电机组系统全过程频率响应模型。其次，通过轨迹灵敏度分析方法研究风电机组调频参数发生变化对频率响应全过程动态轨迹影响的强弱程度，分析结果表明虚拟阻尼系数在调频过程中起关键作用。在此基础上，综合考虑风电机组的不同运行工况及系统频率动态响应过程，以转子转速约束和变流器容量限值为条件获得风电机组调频物理约束边界下虚拟阻尼系数优化值，充分利用了风电机组可用调频容量。最后，基于Matlab/Simulink仿真平台搭建系统仿真模型，仿真结果表明所提方法可充分发挥风电机组的频率调节能力，避免响应超出调频物理约束边界，有效提高了系统频率稳定性。

关键词：可用调频容量； VSG； 一次调频死区； 转子转速约束； 变流器容量限值； 频率稳定性

基金资助：国家自然科学基金项目(51977019)、 国网重庆市电力公司科技项目(522023220010)