为提升风–储联合运行场站的动态频率支撑能力,并针对当前控制方法不能兼顾惯量响应强度与快速转速恢复、频率二次跌落抑制的问题,提出了一种提升惯量响应与转速恢复的风储协调惯量控制方法.在风机控制侧,根据储能可调功率及风机转速运行约束制定风机惯量控制策略,以最大化提取转子动能,增强风机惯量响应能力.在风机转速恢复阶段,由储能可调功率完全补偿风机功率下调量,加快风机转速恢复、抑制系统频率二次跌落;在储能控制侧,通过判断各风机运行阶段,提出基于差异化时序确定储能输出功率的控制策略.算例验证表明,所提方法在显著增强风机惯量响应能力条件下,能加快转子转速恢复,并有效抑制系统频率二次跌落.

大规模风电并网导致电网惯量不断削弱、系统频率特性恶化,风电场应根据产生的惯量削弱情况承担维持电网频率安全的义务.首先,根据电网频率约束指标求解维持频率安全的临界惯量,并结合实际惯量求解电网惯量补偿目标.然后,通过计算各风电场对电网惯量的削弱量,按照削弱量比例分配各风电场、风机的虚拟惯量补偿目标;再根据惯量补偿目标和风速动态设置惯性控制增益,使风机、风电场响应惯量补偿目标,能够保障电网惯量安全.最后,在IEEE 39 节点算例系统中验证了所提方法的有效性.

为使储能装置能够根据与频率稳定相关联的惯量补偿目标执行补偿控制,提出了"基于虚拟惯量计算的储能虚拟惯量补偿控制方法".首先依据参数的基本物理意义和储能控制模型,定义计算储能虚拟惯量(HBESS),进而建立HBESS与储能虚拟惯量控制相关参数的解析函数关系.然后提出由惯量补偿目标确定储能虚拟惯量控制参数,通过动态调节控制参数来跟踪惯量补偿目标的策略,即虚拟惯量补偿控制方法.最后通过独立微电网算例系统,验证了HBESS计算结果的精确性和控制策略的有效性.

针对风电并网引起系统频率稳定性能下降的问题,设计一种考虑权重系数的风电机组动态频率控制策略.首先,提出在虚拟惯量控制中引入权重系数的控制方法,以充分发挥惯性控制和下垂控制在频率响应各阶段的控制优势,提升频率控制效果;其次,为优化风电机组运行状态,提出了频率支撑结束后的闭锁控制方法,并针对不同风电渗透场景制定了相关参数调整方案;最后,通过Matlab/Simulink仿真验证了所提策略的有效性和适用性.