基于延时补偿的新能源惯性时间常数评估方法

朱介北; 朱学科; 陈彬彬; 俞露杰; 聂川杰; 黄伟煌; 郭铸

doi:10.7500/AEPS20230803006

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基于延时补偿的新能源惯性时间常数评估方法

新型电力系统惯量-功率-频率控制理论与应用 | 更新时间：2025-06-16

- 基于延时补偿的新能源惯性时间常数评估方法
- Evaluation Method for Inertial Time Constant of Renewable Energy Based on Delay Compensation
- 电力系统自动化 2024年48卷第8期页码：101-110
- 作者机构：
  
  1.天津大学电气自动化与信息工程学院，天津市 300072
  2.广西电网有限责任公司，广西壮族自治区南宁市 530023
  3.南方电网科学研究院有限责任公司，广东省广州市 510663
- 作者简介：
  
  朱介北(1987—)，男，博士，教授，博士生导师，主要研究方向：新能源构网控制、电力电子化电力系统。E-mail：jiebei.zhu@tju.edu.cn
  朱学科(1998—)，男，硕士研究生，主要研究方向：新能源构网控制与检测。E-mail：xuekezhu@tju.edu.cn
  陈彬彬(1990—)，女，硕士研究生，主要研究方向：电网调度运行、新型电力系统频率稳定性、新能源并网。E-mail：chrithy@163.com
  俞露杰(1990—)，男，通信作者，博士，副教授，硕士生导师，主要研究方向：海上风电直流送出、新能源换流器并网控制。E-mail：lujie.yu@outlook.com
- 基金信息：
  
  广西电网公司科技项目(040000KC23040022);国家自然科学基金资助项目(U23B20123)
- DOI：10.7500/AEPS20230803006
  中图分类号：
- 收稿：2023-08-03，
  
  修回：2024-01-03，
  
  网络出版：2024-03-21，
  
  纸质出版：2024-04-25
- 稿件说明：
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朱介北,朱学科,陈彬彬等.基于延时补偿的新能源惯性时间常数评估方法[J].电力系统自动化,2024,48(8):101-110.

ZHU Jiebei,ZHU Xueke,CHEN Binbin,et al.Evaluation Method for Inertial Time Constant of Renewable Energy Based on Delay Compensation[J].Automation of Electric Power Systems,2024,48(8):101-110.
朱介北,朱学科,陈彬彬等.基于延时补偿的新能源惯性时间常数评估方法[J].电力系统自动化,2024,48(8):101-110. DOI： 10.7500/AEPS20230803006.

ZHU Jiebei,ZHU Xueke,CHEN Binbin,et al.Evaluation Method for Inertial Time Constant of Renewable Energy Based on Delay Compensation[J].Automation of Electric Power Systems,2024,48(8):101-110. DOI： 10.7500/AEPS20230803006.

摘要

新能源惯量响应正逐步成为并网规程的新要求及辅助服务市场的新产品，其惯量响应性能的测试与惯性时间常数的评估，有助于满足相应并网规程要求和清算辅助服务产品经济效益，但惯量响应性能测试标准中未涉及惯性时间常数的评估方法。为此，文中提出了一种基于延时补偿的新能源惯性时间常数评估方法。首先，基于电网模拟器生成系统可能存在的频率变化率和频率偏移量，依据惯量关键评价指标合理选取全动态过程分析的时间节点，以提高分析精度；然后，对惯量响应过程中的有功功率-频率延迟环节进行计算和补偿，以消除延迟造成的评估误差；最后，设计了一种依据差分化同步机摇摆方程的惯量连续评估算法，实现对新能源惯量的准确评估。在RT-LAB半实物平台搭建了新能源惯量评估实验环境，验证了所提算法在不同延时场景下评估结果的准确性。

Abstract

The renewable energy inertia response is gradually becoming a new requirement of grid connection regulations and a new product in the auxiliary service market. The testing of inertia response performance and the evaluation of inertia time constant can help meet the corresponding requirements of grid connection regulations and clear the economic benefits of auxiliary service products. However

the evaluation method for the inertia time constant is not involved in the test standard of inertia response performance. Therefore

this paper proposes an evaluation method for the inertia time constant of renewable energy based on delay compensation. Firstly

the rate of change of frequency and the frequency offset that may exist in the system are generated based on the power grid simulator

and the time nodes for full dynamic process analysis are reasonably selected according to the key evaluation indicators of inertia to improve the analysis accuracy. Secondly

the active power-frequency delay link in the inertia response process is calculated and compensated to eliminate the evaluation error caused by the delay. Finally

a continuous inertia evaluation algorithm based on the differential synchronous machine swing equation is designed to accurately evaluate the inertia of renewable energy. A renewable energy inertia evaluation experimental environment is built on the RT-LAB semi-physical platform to verify the accuracy of the evaluation results with the proposed algorithm in different delay scenarios.

关键词

Keywords

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