计及功率响应延时补偿的换流器接口电源等效惯量估计方法

李昭良; 胥国毅; 王程; 张啸笛; 李相俊; 毕天姝

doi:10.7500/AEPS20220324004

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计及功率响应延时补偿的换流器接口电源等效惯量估计方法

学术研究 | 更新时间：2025-06-16

- 计及功率响应延时补偿的换流器接口电源等效惯量估计方法
- Equivalent Inertia Estimation Method for Converter-interfaced Generator Considering Power Response Delay Compensation
- 电力系统自动化 2023年47卷第1期页码：12-21
- 作者机构：
  
  1.新能源电力系统国家重点实验室(华北电力大学),北京市 102206
  2.新能源与储能运行控制国家重点实验室(中国电力科学研究院有限公司),北京市 100192
- 作者简介：
  
  李昭良(1997—)，男，硕士研究生，主要研究方向：新能源电力系统分析。E-mail：lzlncepu@163.com
  胥国毅(1980—)，男，通信作者，博士，高级工程师，硕士生导师，主要研究方向：新能源建模与并网分析。E-mail：xu_gy@ncepu.edu.cn
  王程(1990—)，男，博士，副教授，硕士生导师，主要研究方向：能源系统运行与控制。E-mail：chengwang@ncepu.edu.cn
- 基金信息：
  
  国家重点研发计划资助项目（吉瓦时级锂离子电池储能系统技术(2021YFB2400100);吉瓦时级储能电站集成及智能管理与示范应用,2021YFB2400105
- DOI：10.7500/AEPS20220324004
  中图分类号：
- 收稿：2022-03-24，
  
  修回：2022-07-07，
  
  网络出版：2022-11-04，
  
  纸质出版：2023-01-10
- 稿件说明：
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李昭良,胥国毅,王程等.计及功率响应延时补偿的换流器接口电源等效惯量估计方法[J].电力系统自动化,2023,47(1):12-21.

LI Zhaoliang,XU Guoyi,WANG Cheng,et al.Equivalent Inertia Estimation Method for Converter-interfaced Generator Considering Power Response Delay Compensation[J].Automation of Electric Power Systems,2023,47(1):12-21.
李昭良,胥国毅,王程等.计及功率响应延时补偿的换流器接口电源等效惯量估计方法[J].电力系统自动化,2023,47(1):12-21. DOI： 10.7500/AEPS20220324004.

LI Zhaoliang,XU Guoyi,WANG Cheng,et al.Equivalent Inertia Estimation Method for Converter-interfaced Generator Considering Power Response Delay Compensation[J].Automation of Electric Power Systems,2023,47(1):12-21. DOI： 10.7500/AEPS20220324004.

摘要

随着大量基于换流器接口的新能源电源的接入，系统转动惯量下降。新能源电源采用虚拟惯量、一次调频控制可以提高其主动支撑电网频率的能力。根据换流器接口电源频率控制响应特性，文中提出了一种计及功率响应延时的换流器接口电源等效惯量估计方法。首先，测量换流器接口电源并网点的节点频率和有功功率，通过节点频率判断调频控制是否被触发。然后，通过对触发调频控制后并网点的有功增量进行长时间尺度的积分，计算等效一次调频系数及有功响应延时。最后，修正并网点投入虚拟惯量后的有功增量并计算等效惯量。利用实时数字仿真系统和风光储频率控制器构建了闭环实时仿真系统，验证了所提方法在系统发生不同扰动、不同调频控制策略参与下等效惯量估计的正确性，并分析了算法关键参数设置对响应延时计算准确性的影响。仿真结果表明，所提方法适用于换流器接口的等效惯量估计，具有较高的精度。

Abstract

With a large number of renewable energy sources based on the converter-interfaced generator (CIG) connecting to the power grid

the rotational inertia of the system is decreasing. By using the virtual inertia control and the primary frequency regulation control

the capability of renewable energy sources to actively support the frequency of the power grid can be improved. According to the characteristics of the frequency control response of CIG

this paper proposes an equivalent inertia estimation method for CIG considering power response delay compensation. First

the node frequency and the active power of the point of common coupling of CIG are measured

and the node frequency data is adopted to judge whether the frequency regulation control is triggered. Then

by integrating the active power increment in a long time scale after the frequency regulation control is triggered

the coefficient of primary frequency regulation and the time delay of active power response are calculated. Finally

the active power increment after using the virtual inertia control is corrected and the equivalent inertia is calculated. A closed-loop real-time simulation system is established by using the real-time digital simulation (RTDS) system and the frequency controller for wind

photovoltaic

and energy storage. The correctness of the proposed method is verified with different disturbances and different frequency regulation control strategies

and the influence of key parameters of the algorithm on the accuracy of response time delay calculation is analyzed. The simulation results show that the proposed method is suitable for estimating the equivalent inertia of CIG and has high precision.

关键词

Keywords

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