提高STATCOM/BESS风电系统频率与电压支撑的智能联调优化控制方法

发布时间：2024-03-13 05:06

　　针对风电并网系统运行中负荷突变引起的频率波动和并网点电压的骤升/骤降问题,提出一种基于储能型静止同步补偿器(STATCOM/BESS)的频率与电压智能联调优化控制方法,该方法在具体实施过程中分为实时监测层、动态决策层和执行控制层3层,各层之间紧密联系,形成可靠闭环。首先,在实时监测层,基于风速分区与模糊控制判断风机的调频能力、系统有功需求及无功需求;其次,在动态决策层,综合考虑惯性常数和并网点电压,结合风机无功可调范围,动态优化有功、无功分配策略;最后,在执行控制层,风电机组与STATCOM/BESS对功率指令进行控制执行,STATCOM/BESS强化虚拟惯性时,考虑蓄电池(BESS)荷电状态,基于反馈动态调整其工作模式,控制结束后将相关参数及时反馈。仿真结果表明,基于STATCOM/BESS的风电系统智能联调优化控制可有效改善频率与电压的动态响应,提高频率与电压支撑能力。

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【部分图文】：

图1系统频率响应（MPPT区）

图1为系统频率响应。由图1可见，负载PL在20s时增加50MW，导致有功输出在负载增加瞬间小于有功需求，引起系统频率下降。相比于无STATCOM/BESS补偿虚拟惯性的情况，引入联调控制后，系统频率响应得到明显的改善，频率最低值由49.73Hz上升至49.86Hz，提升了....

图2风电机组与STATCOM/BESS功率输出（MPPT区）

STATCOM/BESS实时动态地与系统双向交换无功功率，优化风电系统的无功潮流，维持风机并网点的电压稳定，频率支撑期间经电压协调控制，风电机组和STATCOM/BESS的无功输出分别如图2(c）、（d）所示，风机并网点电压（标幺值）如图3所示。图3风机并网点电压（MPPT区）

图3风机并网点电压（MPPT区）

图2风电机组与STATCOM/BESS功率输出（MPPT区）由图2、3可见，20s时负载突然增加，风机并网点电压下降，STATCOM/BESS立即提高无功输出，使得电压小幅波动后短时内稳定在额定值附近，对比可知引入智能联调后的功率输出更加稳定。无智能联调控制时，电压跌落最低点....

图4频率响应与STATCOM/BESS有功输出（桨距角控制区）

由于风速变化主要影响风电机组有功输出，相应的无功输出以及并网点电压调节情况与风速位于MPPT区时的仿真结果类似，因此接下来只给出负载增加情况下，风速为13m/s时的频率响应及STATCOM/BESS有功输出的仿真结果，如图4所示。当风速位于桨距角控制区时，风电机组无法参与系统调....

本文编号：3927233