新能源场站快速频率支撑能力评估研究现状与技术展望

鲁宗相; 李佳明; 乔颖; 姜继恒; 王伟胜; 朱凌志; 王士柏; 苗伟威

doi:10.7500/AEPS20230918001

您当前的位置：

首页 >

文章列表页 >

新能源场站快速频率支撑能力评估研究现状与技术展望

综述·观点 | 更新时间：2025-06-16

- 新能源场站快速频率支撑能力评估研究现状与技术展望
- Research Status and Technology Prospects of Fast Frequency Support Capability Assessment for Renewable Energy Stations
- 电力系统自动化 2024年48卷第10期页码：1-19
- 作者机构：
  
  1.电力系统及发电设备控制和仿真国家重点实验室(清华大学),北京市 100084
  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
  3.国网山东省电力公司电力科学研究院,山东省济南市 250003
  4.国网山东省电力公司,山东省济南市 250000
- 作者简介：
  
  鲁宗相(1974—)，男，通信作者，博士，长聘副教授，主要研究方向：风电/太阳能发电并网分析与控制、能源与电力宏观规划、电力系统可靠性、分布式电源及微电网。E-mail：luzongxiang98@tsinghua.edu.cn
  李佳明(1998—)，男，博士研究生，主要研究方向：新能源场站主动支撑、新能源并网调频控制优化、新型电力系统调度运行。E-mail：lijiaminggood@163.com
  乔颖(1981—)，女，博士，副研究员，主要研究方向：新能源、分布式发电、电力系统安全与控制。E-mail：qiaoying@tsinghua.edu.cn
- 基金信息：
  
  国家重点研发计划资助项目(2021YFB2400500);国家电网有限公司科技项目（光伏/风电场站暂态频率电压主动快速支撑技术）
- DOI：10.7500/AEPS20230918001
  中图分类号：
- 收稿：2023-09-18，
  
  修回：2023-12-25，
  
  网络出版：2024-04-11，
  
  纸质出版：2024-05-25
- 稿件说明：
移动端阅览
鲁宗相,李佳明,乔颖等.新能源场站快速频率支撑能力评估研究现状与技术展望[J].电力系统自动化,2024,48(10):1-19.

LU Zongxiang,LI Jiaming,QIAO Ying,et al.Research Status and Technology Prospects of Fast Frequency Support Capability Assessment for Renewable Energy Stations[J].Automation of Electric Power Systems,2024,48(10):1-19.
鲁宗相,李佳明,乔颖等.新能源场站快速频率支撑能力评估研究现状与技术展望[J].电力系统自动化,2024,48(10):1-19. DOI： 10.7500/AEPS20230918001.

LU Zongxiang,LI Jiaming,QIAO Ying,et al.Research Status and Technology Prospects of Fast Frequency Support Capability Assessment for Renewable Energy Stations[J].Automation of Electric Power Systems,2024,48(10):1-19. DOI： 10.7500/AEPS20230918001.

摘要

随着以风电、光伏为代表的新能源发电逐步取代同步机组，系统调频资源不足、抗扰动能力下降，频率安全问题凸显，新能源场站提供快速频率支撑成为构建新型电力系统的必然要求。新能源场站快速频率支撑是其内部多设备、多环节综合作用的结果，受风光资源、控制策略、电网条件等多因素的影响和制约。量化评估新能源场站的快速频率支撑能力是指导场站调频优化控制、分析新型电力系统频率响应特性、实现场站调频资源与电网交互的基础和前提。文中对新能源场站快速频率支撑能力评估问题进行了全面综述。首先，分析场站快速频率支撑的特征，并给出了场站快速频率支撑能力的定义；然后，从状态属性、控制特性、调频效果3个维度梳理了场站快速频率支撑能力的评估指标体系，并对各类评估指标的常用计算方法进行分析评述；最后，提出了值得关注和进一步研究的关键技术问题。

Abstract

With the gradual replacement of synchronous units by renewable energy generation represented by wind and photovoltaic power

the frequency regulation resources of systems are insufficient

and the anti-interference ability is declining

and the frequency security problem is highlighted. The fast frequency support provided by renewable energy stations has become an inevitable requirement for the construction of a new power system. The fast frequency support of renewable energy stations is the result of the coordinated efforts of multiple internal equipment and links

which is influenced and constrained by multiple factors such as wind and solar resources

control strategies

and power grid conditions. Quantitative evaluation of the fast frequency support capability of renewable energy stations is the basis for guiding the optimal control of station frequency regulation

analyzing the frequency response characteristics of the new power system

and realizing the interaction between frequency regulation resources of stations and power grids. This paper provides a comprehensive overview of the evaluation of the fast frequency support capability of renewable energy stations. First

the fast frequency support characteristics of stations are analyzed

and the definition of the fast frequency support capability of stations is given. Then

the evaluation index system of the fast frequency support capability of the stations is sorted out from the three dimensions of state attribute

control characteristic and frequency regulation effect

and the common calculation methods of various evaluation indices are analyzed and commented. Finally

key technical issues worthy of attention and further research are proposed.

关键词

Keywords

references

胡博，谢开贵，邵常政，等 . 双碳目标下新型电力系统风险评述：特征、指标及评估方法［J］. 电力系统自动化， 2023 ， 47 （ 5 ）： 1 - 15 .

HU Bo ， XIE Kaigui ， SHAO Changzheng ， et al . Commentary on risk of new power system under goals of carbon emission peak and carbon neutrality： characteristics， indices and assessment methods ［J］. Automation of Electric Power Systems ， 2023 ， 47 （ 5 ）： 1 - 15 .

鲁宗相，李昊，乔颖 . 从灵活性平衡视角的高比例可再生能源电力系统形态演化分析［J］. 全球能源互联网， 2021 ， 4 （ 1 ）： 12 - 18 .

LU Zongxiang ， LI Hao ， QIAO Ying . Morphological evolution of power systems with high share of renewable energy generations from the perspective of flexibility balance ［J］. Journal of Global Energy Interconnection ， 2021 ， 4 （ 1 ）： 12 - 18 .

卓振宇，张宁，康重庆，等 . 面向双碳目标的电力系统规划方案量化归因分析方法［J］. 电力系统自动化， 2023 ， 47 （ 2 ）： 1 - 14 .

ZHUO Zhenyu ， ZHANG Ning ， KANG Chongqing ， et al . Quantitative attribution analysis method of power system planning scheme for carbon emission peak and carbon neutrality goals ［J］. Automation of Electric Power Systems ， 2023 ， 47 （ 2 ）： 1 - 14 .

辛保安，单葆国，李琼慧，等 . “双碳”目标下“能源三要素”再思考［J］. 中国电机工程学报， 2022 ， 42 （ 9 ）： 3117 - 3126 .

XIN Baoan ， SHAN Baoguo ， LI Qionghui ， et al . Rethinking of the “three elements of energy” toward carbon peak and carbon neutrality ［J］. Proceedings of the CSEE ， 2022 ， 42 （ 9 ）： 3117 - 3126 .

鲁宗相，李海波，乔颖 . 高比例可再生能源并网的电力系统灵活性评价与平衡机理［J］. 中国电机工程学报， 2017 ， 37 （ 1 ）： 9 - 20 .

LU Zongxiang ， LI Haibo ， QIAO Ying . Flexibility evaluation and supply/demand balance principle of power system with high-penetration renewable electricity ［J］. Proceedings of the CSEE ， 2017 ， 37 （ 1 ）： 9 - 20 .

鲁宗相，林弋莎，乔颖，等 . 极高比例可再生能源电力系统的灵活性供需平衡［J］. 电力系统自动化， 2022 ， 46 （ 16 ）： 3 - 16 .

LU Zongxiang ， LIN Yisha ， QIAO Ying ， et al . Flexibility supply-demand balance in power system with ultra-high proportion of renewable energy ［J］. Automation of Electric Power Systems ， 2022 ， 46 （ 16 ）： 3 - 16 .

2022年全国电力工业统计数据［EB/OL］.［ 2023-04-08 ］. http：//www.nea.gov.cn/2023-01/18/c_1310691509.htm http://www.nea.gov.cn/2023-01/18/c_1310691509.htm .

National electric power industry statistics in 2022 ［EB/OL］. ［ 2023-04-08 ］. http：//www.nea.gov.cn/2023-01/18/c_1310691509.htm http://www.nea.gov.cn/2023-01/18/c_1310691509.htm .

卓振宇，张宁，谢小荣，等 . 高比例可再生能源电力系统关键技术及发展挑战［J］. 电力系统自动化， 2021 ， 45 （ 9 ）： 171 - 191 .

ZHUO Zhenyu ， ZHANG Ning ， XIE Xiaorong ， et al . Key technologies and developing challenges of power system with high proportion of renewable energy ［J］. Automation of Electric Power Systems ， 2021 ， 45 （ 9 ）： 171 - 191 .

KNAP V ， CHAUDHARY S K ， STROE D I ， et al . Sizing of an energy storage system for grid inertial response and primary frequency reserve ［J］. IEEE Transactions on Power Systems ， 2016 ， 31 （ 5 ）： 3447 - 3456 .

丁立，乔颖，鲁宗相，等 . 高比例风电对电力系统调频指标影响的定量分析［J］. 电力系统自动化， 2014 ， 38 （ 14 ）： 1 - 8 .

DING Li ， QIAO Ying ， LU Zongxiang ， et al . Impact on frequency regulation of power system from wind power with high penetration ［J］. Automation of Electric Power Systems ， 2014 ， 38 （ 14 ）： 1 - 8 .

FERNÁNDEZ-GUILLAMÓN A ， GÓMEZ-LÁZARO E ， MULJADI E ， et al . Power systems with high renewable energy sources： a review of inertia and frequency control strategies over time ［J］. Renewable and Sustainable Energy Reviews ， 2019 ， 115 ： 109369 .

孙华东，王宝财，李文锋，等 . 高比例电力电子电力系统频率响应的惯量体系研究［J］. 中国电机工程学报， 2020 ， 40 （ 16 ）： 5179 - 5192 .

SUN Huadong ， WANG Baocai ， LI Wenfeng ， et al . Research on inertia system of frequency response for power system with high penetration electronics ［J］. Proceedings of the CSEE ， 2020 ， 40 （ 16 ）： 5179 - 5192 .

叶林，王凯丰，赖业宁，等 . 低惯量下电力系统频率特性分析及电池储能调频控制策略综述［J］. 电网技术， 2023 ， 47 （ 2 ）： 446 - 464 .

YE Lin ， WANG Kaifeng ， LAI Yening ， et al . Review of frequency characteristics analysis and battery energy storage frequency regulation control strategies in power system under low inertia level ［J］. Power System Technology ， 2023 ， 47 （ 2 ）： 446 - 464 .

MARARAKANYE N ， BEKKER B . Renewable energy integration impacts within the context of generator type， penetration level and grid characteristics ［J］. Renewable and Sustainable Energy Reviews ， 2019 ， 108 ： 441 - 451 .

Preliminary report： black system event in South Australia on 28 September ， 2016 ［EB/OL］. ［ 2023-06-05 ］. https：//apo.org.au/node/68095 https://apo.org.au/node/68095 .

AL MASOOD N ， YAN R F ， KUMAR SAHA T . Cascading contingencies in a renewable dominated power system： risk of blackouts and its mitigation ［C］// IEEE Power & Energy Society General Meeting （PESGM）， August 5-10 ， 2018 ， Portland， USA .

曾辉，孙峰，李铁，等 . 澳大利亚“9·28”大停电事故分析及对中国启示［J］. 电力系统自动化， 2017 ， 41 （ 13 ）： 1 - 6 .

ZENG Hui ， SUN Feng ， LI Tie ， et al . Analysis of “9·28” blackout in South Australia and its enlightenment to China ［J］. Automation of Electric Power Systems ， 2017 ， 41 （ 13 ）： 1 - 6 .

王宝财，孙华东，李文锋，等 . 考虑动态频率约束的电力系统最小惯量评估［J］. 中国电机工程学报， 2022 ， 42 （ 1 ）： 114 - 127 .

WANG Baocai ， SUN Huadong ， LI Wenfeng ， et al . Minimum inertia estimation of power system considering dynamic frequency constraints ［J］. Proceedings of the CSEE ， 2022 ， 42 （ 1 ）： 114 - 127 .

孙华东，许涛，郭强，等 . 英国“8·9”大停电事故分析及对中国电网的启示［J］. 中国电机工程学报， 2019 ， 39 （ 21 ）： 6183 - 6192 .

SUN Huadong ， XU Tao ， GUO Qiang ， et al . Analysis on blackout in Great Britain power grid on August 9th， 2019 and its enlightenment to power grid in China ［J］. Proceedings of the CSEE ， 2019 ， 39 （ 21 ）： 6183 - 6192 .

李兆伟，吴雪莲，庄侃沁，等 .“ 9·19”锦苏直流双极闭锁事故华东电网频率特性分析及思考［J］. 电力系统自动化， 2017 ， 41 （ 7 ）： 149 - 155 .

LI Zhaowei ， WU Xuelian ， ZHUANG Kanqin ， et al . Analysis and reflection on frequency characteristics of East China grid after bipolar locking of “9·19” Jinping-Sunan DC transmission line ［J］. Automation of Electric Power Systems ， 2017 ， 41 （ 7 ）： 149 - 155 .

GEVORGIAN V ， ZHANG Y C ， ELA E . Investigating the impacts of wind generation participation in interconnection frequency response ［J］. IEEE Transactions on Sustainable Energy ， 2015 ， 6 （ 3 ）： 1004 - 1012 .

鲁宗相，叶一达，郭莉，等 . 电力电子化电力系统的调频挑战与多层级协调控制框架［J］. 中国电力， 2019 ， 52 （ 4 ）： 8 - 17 .

LU Zongxiang ， YE Yida ， GUO Li ， et al . Frequency regulation challenge of power electronics dominated power systems and its new multi-level coordinated control framework ［J］. Electric Power ， 2019 ， 52 （ 4 ）： 8 - 17 .

VEERS P ， DYKES K ， LANTZ E ， et al . Grand challenges in the science of wind energy ［J］. Science ， 2019 ， 366 （ 6464 ）： eaau2027 .

辛保安，李明节，贺静波，等 . 新型电力系统安全防御体系探究［J］. 中国电机工程学报， 2023 ， 43 （ 15 ）： 5723 - 5732 .

XIN Baoan ， LI Mingjie ， HE Jingbo ， et al . Research on security defense system of new power system ［J］. Proceedings of the CSEE ， 2023 ， 43 （ 15 ）： 5723 - 5732 .

汪梦军，郭剑波，马士聪，等 . 新能源电力系统暂态频率稳定分析与调频控制方法综述［J］. 中国电机工程学报， 2023 ， 43 （ 5 ）： 1672 - 1694 .

WANG Mengjun ， GUO Jianbo ， MA Shicong ， et al . Review of transient frequency stability analysis and frequency regulation control methods for renewable power systems ［J］. Proceedings of the CSEE ， 2023 ， 43 （ 5 ）： 1672 - 1694 .

鲁宗相，汤海雁，乔颖，等 . 电力电子接口对电力系统频率控制的影响综述［J］. 中国电力， 2018 ， 51 （ 1 ）： 51 - 58 .

LU Zongxiang ， TANG Haiyan ， QIAO Ying ， et al . The impact of power electronics interfaces on power system frequency control： a review ［J］. Electric Power ， 2018 ， 51 （ 1 ）： 51 - 58 .

张子扬，张宁，杜尔顺，等 . 双高电力系统频率安全问题评述及其应对措施［J］. 中国电机工程学报， 2022 ， 42 （ 1 ）： 1 - 25 .

ZHANG Ziyang ， ZHANG Ning ， DU Ershun ， et al . Review and countermeasures on frequency security issues of power systems with high shares of renewables and power electronics ［J］. Proceedings of the CSEE ， 2022 ， 42 （ 1 ）： 1 - 25 .

WU Z P ， GAO W Z ， GAO T Q ， et al . State-of-the-art review on frequency response of wind power plants in power systems ［J］. Journal of Modern Power Systems and Clean Energy ， 2018 ， 6 （ 1 ）： 1 - 16 .

YE Y D ， QIAO Y ， LU Z X . Revolution of frequency regulation in the converter-dominated power system ［J］. Renewable and Sustainable Energy Reviews ， 2019 ， 111 ： 145 - 156 .

ATTYA A B ， DOMINGUEZ-GARCIA J L ， ANAYA-LARA O . A review on frequency support provision by wind power plants： current and future challenges ［J］. Renewable and Sustainable Energy Reviews ， 2018 ， 81 ： 2071 - 2087 .

DÍAZ-GONZÁLEZ F ， HAU M ， SUMPER A ， et al . Participation of wind power plants in system frequency control： review of grid code requirements and control methods ［J］. Renewable and Sustainable Energy Reviews ， 2014 ， 34 ： 551 - 564 .

MOHSENI M ， ISLAM S M . Review of international grid codes for wind power integration： diversity， technology and a case for global standard ［J］. Renewable and Sustainable Energy Reviews ， 2012 ， 16 （ 6 ）： 3876 - 3890 .

TSILI M ， PAPATHANASSIOU S . A review of grid code technical requirements for wind farms ［J］. IET Renewable Power Generation ， 2009 ， 3 （ 3 ）： 308 .

WU Y K ， CHANG S M ， MANDAL P . Grid-connected wind power plants： a survey on the integration requirements in modern grid codes ［J］. IEEE Transactions on Industry Applications ， 2019 ， 55 （ 6 ）： 5584 - 5593 .

Grid connection code for renewable power plants connected to the electricity transmission system or the distribution system in South Africa ［EB/OL］. ［ 2023-01-27 ］. https：//www.nersa.org.za/wp-content/uploads/bsk-pdf-manager/2022/01/SAGC-Requirements-for-Renewable-Power-Plants-Rev-3.1.pdf https://www.nersa.org.za/wp-content/uploads/bsk-pdf-manager/2022/01/SAGC-Requirements-for-Renewable-Power-Plants-Rev-3.1.pdf .

Technical requirements for the connection of generating stations to the hydro-Québec transmission system ［EB/OL］. ［ 2023-01-15 ］. https：//www.hydroquebec.com/data/transenergie/pdf/2_Requirements_generating_stations_D-2018-145_2018-11-15.pdf https://www.hydroquebec.com/data/transenergie/pdf/2_Requirements_generating_stations_D-2018-145_2018-11-15.pdf .

风电场接入电力系统技术规定第1部分：陆上风电： GB/T 19963.1—2021 ［S］. 北京：中国标准出版社， 2021 .

Technical specification for connecting wind farm to power system： Part 1 on shore wind power ： GB/T 19963.1—2021 ［S］. Beijing ： Standards Press of China ， 2021 .

黄艳蓓 . 华东电网频率特性验证和新能源主动支撑能力试验完成［N］. 国家电网报， 2021-10-13 （2）.

HUANG Yanbei . Completion of frequency characteristic verification and new energy active support capability test of East China Power Grid ［N］. State Grid News ， 2021-10-13 （2）.

王志磊，张新燕，杨涵棣，等 . 光伏电站一次调频控制策略研究［J］. 电网与清洁能源， 2023 ， 39 （ 11 ）： 120 - 128 .

WANG Zhilei ， ZHANG Xinyan ， YANG Handi ， et al . Research on the primary frequency regulation control strategy of photovoltaic power plants ［J］. Power System and Clean Energy ， 2023 ， 39 （ 11 ）： 120 - 128 .

胡正阳，高丙团，张磊，等 . 风电机组双向支撑能力分析与自适应惯量控制策略［J］. 电工技术学报， 2023 ， 38 （ 19 ）： 5224 - 5240 .

HU Zhengyang ， GAO Bingtuan ， ZHANG Lei ， et al . Bidirectional support capability analysis and adaptive inertial control strategy of wind turbine ［J］. Transactions of China Electrotechnical Society ， 2023 ， 38 （ 19 ）： 5224 - 5240 .

LYU X ， JIA Y W ， DONG Z Y . Adaptive frequency responsive control for wind farm considering wake interaction ［J］. Journal of Modern Power Systems and Clean Energy ， 2021 ， 9 （ 5 ）： 1066 - 1075 .

陈亦平，卓映君，刘映尚，等 . 高比例可再生能源电力系统的快速频率响应市场发展与建议［J］. 电力系统自动化， 2021 ， 45 （ 10 ）： 174 - 183 .

CHEN Yiping ， ZHUO Yingjun ， LIU Yingshang ， et al . Development and recommendation of fast frequency response market for power system with high proportion of renewable energy ［J］. Automation of Electric Power Systems ， 2021 ， 45 （ 10 ）： 174 - 183 .

Fast frequency response in the NEM ［EB/OL］. ［ 2023-08-21 ］. https：//www.aemo.com.au/-/media/files/electricity/nem/security_and_reliability/reports/2017/ffr-working-paper.pdf https://www.aemo.com.au/-/media/files/electricity/nem/security_and_reliability/reports/2017/ffr-working-paper.pdf .

RAHMANN C ， CASTILLO A . Fast frequency response capability of photovoltaic power plants： the necessity of new grid requirements and definitions ［J］. Energies ， 2014 ， 7 （ 10 ）： 6306 - 6322 .

MENG L X ， ZAFAR J ， KHADEM S K ， et al . Fast frequency response from energy storage systems—a review of grid standards， projects and technical issues ［J］. IEEE Transactions on Smart Grid ， 2020 ， 11 （ 2 ）： 1566 - 1581 .

孙骁强，高敏，刘鑫，等 . 风电场参与西北送端大电网频率调节的快速频率响应能力实测与分析［J］. 南方电网技术， 2018 ， 12 （ 1 ）： 48 - 54 .

SUN Xiaoqiang ， GAO Min ， LIU Xin ， et al . Measurement and analysis of fast frequency response capability of wind farms participating in frequency regulation of northwest sending-end large power grid ［J］. Southern Power System Technology ， 2018 ， 12 （ 1 ）： 48 - 54 .

董希建，罗剑波，崔晓丹，等 . 安全稳定控制系统全程控制时间及其构成［J］. 电力系统自动化， 2018 ， 42 （ 5 ）： 163 - 168 .

DONG Xijian ， LUO Jianbo ， CUI Xiaodan ， et al . Whole control time and its constitution of security and stability control system ［J］. Automation of Electric Power Systems ， 2018 ， 42 （ 5 ）： 163 - 168 .

闵勇，陈磊，刘瑞阔，等 . 电力系统频率动态中惯量与惯量响应特性辨析［J］. 中国电机工程学报， 2023 ， 43 （ 3 ）： 855 - 868 .

MIN Yong ， CHEN Lei ， LIU Ruikuo ， et al . Analysis on characteristics of inertia and inertial response in power system frequency dynamics ［J］. Proceedings of the CSEE ， 2023 ， 43 （ 3 ）： 855 - 868 .

柯贤波，郄朝辉，霍超，等 . 西北电网风电与光伏紧急功率控制系统设计［J］. 电力工程技术， 2021 ， 40 （ 2 ）： 39 - 45 .

KE Xianbo ， QIE Zhaohui ， HUO Chao ， et al . Design of a wind power and photovoltaic emergency power control system for Northwest China Grid ［J］. Electric Power Engineering Technology ， 2021 ， 40 （ 2 ）： 39 - 45 .

唐坚，唐庆宏，姚禹歌，等 . 风电调频能力的潜力分析［J］. 动力工程学报， 2022 ， 42 （ 11 ）： 1138 - 1145 .

TANG Jian ， TANG Qinghong ， YAO Yuge ， et al . Potential analysis of frequency regulation ability of wind power in the view of energy ［J］. Journal of Chinese Society of Power Engineering ， 2022 ， 42 （ 11 ）： 1138 - 1145 .

RAWN B G ， GIBESCU M ， KLING W L . Kinetic energy from distributed wind farms： technical potential and implications ［C］// IEEE PES Innovative Smart Grid Technologies Conference Europe （ISGT Europe）， October 11-13 ， 2010 ， Gothenburg， Sweden .

YAN C ， TANG Y ， DAI J F ， et al . Uncertainty modeling of wind power frequency regulation potential considering distributed characteristics of forecast errors ［J］. Protection and Control of Modern Power Systems ， 2021 ， 6 （ 1 ）： 22 .

戴剑丰 . 适应弱惯性大电网的风电场频率响应技术研究［D］. 南京：东南大学， 2019 .

DAI Jianfeng . Research on frequency response technology of wind farm for adapting to large power grid with weak inertial ［D］. Nanjing ： Southeast University ， 2019 .

李世春，邓长虹，龙志君，等 . 风电场等效虚拟惯性时间常数计算［J］. 电力系统自动化， 2016 ， 40 （ 7 ）： 22 - 29 .

LI Shichun ， DENG Changhong ， LONG Zhijun ， et al . Calculation of equivalent virtual inertial time constant of wind farm ［J］. Automation of Electric Power Systems ， 2016 ， 40 （ 7 ）： 22 - 29 .

黄俊凯，杨知方，余娟，等 . 面向频率稳定校核的风机快速频率响应低阶建模方法及其误差分析［J］. 中国电机工程学报， 2022 ， 42 （ 18 ）： 6752 - 6766 .

HUANG Junkai ， YANG Zhifang ， YU Juan ， et al . Low-order modeling of wind turbine-based fast frequency response and its error analysis for frequency stability assessment ［J］. Proceedings of the CSEE ， 2022 ， 42 （ 18 ）： 6752 - 6766 .

SOTO C C ， GRILO PAVANI A P ， MORACO A G ， et al . Analysis of wind farms frequency support ［C］// IEEE PES Innovative Smart Grid Technologies Conference-Latin America （ISGT Latin America）， September 15-17 ， 2021 ， Lima， Peru .

WANG Y ， DELILLE G ， BAYEM H ， et al . High wind power penetration in isolated power systems—assessment of wind inertial and primary frequency responses ［J］. IEEE Transactions on Power Systems ， 2013 ， 28 （ 3 ）： 2412 - 2420 .

DOHERTY R ， MULLANE A ， NOLAN G ， et al . An assessment of the impact of wind generation on system frequency control ［J］. IEEE Transactions on Power Systems ， 2010 ， 25 （ 1 ）： 452 - 460 .

RAWN B G ， GIBESCU M ， KLING W L . A static analysis method to determine the availability of kinetic energy from wind turbines ［C］// IEEE PES General Meeting ， July 25-29 ， 2010 ， Minneapolis， USA .

高丙团，胡正阳，王伟胜，等 . 新能源场站快速有功控制及频率支撑技术综述［J/OL］. 中国电机工程学报［ 2023-05-31 ］. https：//kns.cnki.net/kcms2/article/abstract？urlId=11.2107.TM.20230530.1551.003&uniplatform=NZKPT https://kns.cnki.net/kcms2/article/abstract?urlId=11.2107.TM.20230530.1551.003&uniplatform=NZKPT .

GAO Bingtuan ， HU Zhengyang ， WANG Weisheng ， et al . Review on fast active power control and frequency support technologies of renewable energy stations ［J/OL］. Proceedings of the CSEE ［ 2023-05-31 ］. https：//kns.cnki.net/kcms2/article/abstract？urlId=11.2107.TM.20230530.1551.003&uniplatform=NZKPT https://kns.cnki.net/kcms2/article/abstract?urlId=11.2107.TM.20230530.1551.003&uniplatform=NZKPT .

石佳莹，沈沉，刘锋 . 双馈风电机组动力学特性对电力系统小干扰稳定的影响分析［J］. 电力系统自动化， 2013 ， 37 （ 18 ）： 7 - 13 .

SHI Jiaying ， SHEN Chen ， LIU Feng . Analysis on impact of DFIG wind turbines dynamic characteristics on power system small signal stability ［J］. Automation of Electric Power Systems ， 2013 ， 37 （ 18 ）： 7 - 13 .

张进，李少林，王伟胜，等 . 双馈风电机组虚拟惯量控制量化分析与参数优化整定［J］. 电网技术， 2023 ， 47 （ 4 ）： 1369 - 1379 .

ZHANG Jin ， LI Shaolin ， WANG Weisheng ， et al . Quantitative analysis and parameter optimization of virtual inertia control for doubly fed wind turbine ［J］. Power System Technology ， 2023 ， 47 （ 4 ）： 1369 - 1379 .

陈润泽，吴文传，孙宏斌，等 . 双馈风电机组惯量控制对系统小干扰稳定的影响［J］. 电力系统自动化， 2014 ， 38 （ 23 ）： 6 - 12 .

CHEN Runze ， WU Wenchuan ， SUN Hongbin ， et al . Impact of inertia control of DFIG wind turbines on system small-signal stability ［J］. Automation of Electric Power Systems ， 2014 ， 38 （ 23 ）： 6 - 12 .

王宝财，孙华东，李文锋，等 . 考虑频率稳定的电力电子电源频率控制参数优化方法［J］. 电网技术， 2023 ， 47 （ 5 ）： 1751 - 1762 .

WANG Baocai ， SUN Huadong ， LI Wenfeng ， et al . Frequency control parameter optimistic method of converter-interfaced generation considering frequency stability ［J］. Power System Technology ， 2023 ， 47 （ 5 ）： 1751 - 1762 .

刘永前，邵振州，王铮，等 . 基于分段支持向量机的风电机组理论功率计算研究［J］. 太阳能学报， 2019 ， 40 （ 3 ）： 673 - 680 .

LIU Yongqian ， SHAO Zhenzhou ， WANG Zheng ， et al . Piecewise support vector machine model for theoretical wind-power calculation ［J］. Acta Energiae Solaris Sinica ， 2019 ， 40 （ 3 ）： 673 - 680 .

王铮，刘纯，冯双磊，等 . 基于非参数回归的风电场理论功率计算方法［J］. 电网技术， 2015 ， 39 （ 8 ）： 2148 - 2153 .

WANG Zheng ， LIU Chun ， FENG Shuanglei ， et al . The wind farm theoretical power calculation method research based on non-parameter regression ［J］. Power System Technology ， 2015 ， 39 （ 8 ）： 2148 - 2153 .

郭海思，何慧，包大恩 . 风电机组理论发电功率计算及对比优化［J］. 电力与能源， 2019 ， 40 （ 3 ）： 339 - 343 .

GUO Haisi ， HE Hui ， BAO Daen . Theoretical power calculation and comparative optimization of wind turbines ［J］. Power & Energy ， 2019 ， 40 （ 3 ）： 339 - 343 .

姜文玲，冯双磊，孙勇，等 . 基于机舱风速数据的风电场弃风电量计算方法研究［J］. 电网技术， 2014 ， 38 （ 3 ）： 647 - 652 .

JIANG Wenling ， FENG Shuanglei ， SUN Yong ， et al . Study on energy loss calculation during wind power curtailment based on wind speed measured by turbine nacelle anemometers ［J］. Power System Technology ， 2014 ， 38 （ 3 ）： 647 - 652 .

乔颖，孙荣富，丁然，等 . 基于数据增强的分布式光伏电站群短期功率预测（一）：方法框架与数据增强［J］. 电网技术， 2021 ， 45 （ 5 ）： 1799 - 1808 .

QIAO Ying ， SUN Rongfu ， DING Ran ， et al . Distributed photovoltaic station cluster gridding short-term power forecasting： part Ⅰ methodology and data augmentation ［J］. Power System Technology ， 2021 ， 45 （ 5 ）： 1799 - 1808 .

TANG X Y ， ZHAO S M ， FAN B ， et al . Micro-scale wind resource assessment in complex terrain based on CFD coupled measurement from multiple masts ［J］. Applied Energy ， 2019 ， 238 ： 806 - 815 .

LIO W H ， LI A ， MENG F Z . Real-time rotor effective wind speed estimation using Gaussian process regression and Kalman filtering ［J］. Renewable Energy ， 2021 ， 169 ： 670 - 686 .

SOLTANI M N ， KNUDSEN T ， SVENSTRUP M ， et al . Estimation of rotor effective wind speed： a comparison ［J］. IEEE Transactions on Control Systems Technology ， 2013 ， 21 （ 4 ）： 1155 - 1167 .

JENA D ， RAJENDRAN S . A review of estimation of effective wind speed based control of wind turbines ［J］. Renewable and Sustainable Energy Reviews ， 2015 ， 43 ： 1046 - 1062 .

GÖÇMEN T ， GIEBEL G . Estimation of turbulence intensity using rotor effective wind speed in Lillgrund and Horns Rev-I offshore wind farms ［J］. Renewable Energy ， 2016 ， 99 ： 524 - 532 .

张小奇，张振宇，孙骁强，等 . 基于机群划分方法的风电场理论发电功率计算研究［J］. 高电压技术， 2019 ， 45 （ 1 ）： 284 - 292 .

ZHANG Xiaoqi ， ZHANG Zhenyu ， SUN Xiaoqiang ， et al . Research on theoretical power of wind farm based on wind turbine grouping method ［J］. High Voltage Engineering ， 2019 ， 45 （ 1 ）： 284 - 292 .

李延和，杨立滨，郝丽丽，等 . 基于改进样板机法的风光互补新能源电站容量配比优化［J］. 电力工程技术， 2022 ， 41 （ 2 ）： 224 - 233 .

LI Yanhe ， YANG Libin ， HAO Lili ， et al . Capacity ratio optimization of wind-solar hybrid new energy power station based on improved model-generator method ［J］. Electric Power Engineering Technology ， 2022 ， 41 （ 2 ）： 224 - 233 .

LIU K C ， QU Y B ， KIM H M ， et al . Avoiding frequency second dip in power unreserved control during wind power rotational speed recovery ［J］. IEEE Transactions on Power Systems ， 2018 ， 33 （ 3 ）： 3097 - 3106 .

何廷一，孙领，王晨光，等 . 避免频率二次跌落的风电场一次调频功率分配方法［J］. 电力系统保护与控制， 2022 ， 50 （ 11 ）： 12 - 20 .

HE Tingyi ， SUN Ling ， WANG Chenguang ， et al . A method of primary frequency regulation power distribution in a wind farm to avoid secondary frequency drop ［J］. Power System Protection and Control ， 2022 ， 50 （ 11 ）： 12 - 20 .

张雯欣，吴琛，黄伟，等 . 考虑频率二次跌落的系统频率特征评估及风电调频参数整定［J］. 电力系统自动化， 2022 ， 46 （ 8 ）： 11 - 19 .

ZHANG Wenxin ， WU Chen ， HUANG Wei ， et al . Evaluation of system frequency characteristic and parameter setting of frequency regulation for wind power considering secondary frequency drop ［J］. Automation of Electric Power Systems ， 2022 ， 46 （ 8 ）： 11 - 19 .

乔颖，郭晓茜，鲁宗相，等 . 考虑系统频率二次跌落的风电机组辅助调频参数确定方法［J］. 电网技术， 2020 ， 44 （ 3 ）： 807 - 815 .

QIAO Ying ， GUO Xiaoqian ， LU Zongxiang ， et al . Parameter setting of auxiliary frequency regulation of wind turbines considering secondary frequency drop ［J］. Power System Technology ， 2020 ， 44 （ 3 ）： 807 - 815 .

AHMADYAR A S ， VERBIC G . Coordinated operation strategy of wind farms for frequency control by exploring wake interaction ［J］. IEEE Transactions on Sustainable Energy ， 2017 ， 8 （ 1 ）： 230 - 238 .

LI Y J ， XU Z ， MENG K . Optimal power sharing control of wind turbines ［J］. IEEE Transactions on Power Systems ， 2017 ， 32 （ 1 ）： 824 - 825 .

MA S K ， GENG H ， YANG G ， et al . Clustering-based coordinated control of large-scale wind farm for power system frequency support ［J］. IEEE Transactions on Sustainable Energy ， 2018 ， 9 （ 4 ）： 1555 - 1564 .

ATTYA A B T ， HARTKOPF T . Control and quantification of kinetic energy released by wind farms during power system frequency drops ［J］. IET Renewable Power Generation ， 2013 ， 7 （ 3 ）： 210 - 224 .

HE X Q ， GENG H ， MU G . Modeling of wind turbine generators for power system stability studies： a review ［J］. Renewable and Sustainable Energy Reviews ， 2021 ， 143 ： 110865 .

KIM D E ， EL-SHARKAWI M A . Dynamic equivalent model of wind power plant using an aggregation technique ［J］. IEEE Transactions on Energy Conversion ， 2015 ， 30 （ 4 ）： 1639 - 1649 .

ZOU J X ， PENG C ， YAN Y ， et al . A survey of dynamic equivalent modeling for wind farm ［J］. Renewable and Sustainable Energy Reviews ， 2014 ， 40 ： 956 - 963 .

FERNÁNDEZ L M ， JURADO F ， SAENZ J R . Aggregated dynamic model for wind farms with doubly fed induction generator wind turbines ［J］. Renewable Energy ， 2008 ， 33 （ 1 ）： 129 - 140 .

奥博宇，王方政，陈磊，等 . 风电机组变桨减载一次调频模型及聚合方法［J］. 电网技术， 2023 ， 47 （ 4 ）： 1360 - 1369 .

AO Boyu ， WANG Fangzheng ， CHEN Lei ， et al . Primary frequency regulation model and aggregation of deloading wind turbine generators with pitch angle adjustment ［J］. Power System Technology ， 2023 ， 47 （ 4 ）： 1360 - 1369 .

DAI J F ， TANG Y ， WANG Q ， et al . Aggregation frequency response modeling for wind power plants with primary frequency regulation service ［J］. IEEE Access ， 2019 ， 7 ： 108561 - 108570 .

DAI J F ， TANG Y ， WANG Y R . Aggregation frequency response modeling for wind farms with frequency support capabilities ［C］// IEEE Power & Energy Society General Meeting （PESGM）， August 4-8 ， 2019 ， Atlanta， USA .

SHI Q X ， LI F X ， CUI H T . Analytical method to aggregate multi-machine SFR model with applications in power system dynamic studies ［J］. IEEE Transactions on Power Systems ， 2018 ， 33 （ 6 ）： 6355 - 6367 .

LI J ， QIAO Y ， LU Z ， et al . Integrated frequency-constrained scheduling considering coordination of frequency regulation capabilities from multi-source converters ［J/OL］. Journal of Modern Power Systems and Clean Energy ［ 2023-05-25 ］. https：//ieeexplore.ieee.org/document/10136528 https://ieeexplore.ieee.org/document/10136528 .

SHEN Y K ， WU W C ， WANG B ， et al . Optimal allocation of virtual inertia and droop control for renewable energy in stochastic look-ahead power dispatch ［J］. IEEE Transactions on Sustainable Energy ， 2023 ， 14 （ 3 ）： 1881 - 1894 .

PRAKASH V ， KUSHWAHA P ， CHAND SHARMA K ， et al . Frequency response support assessment from uncertain wind generation ［J］. International Journal of Electrical Power & Energy Systems ， 2022 ， 134 ： 107465 .

YOO Y ， JANG G ， JUNG S . Stochastic assessment of frequency support from wind power plants for power system with high wind penetration using correlation between wind farms ［J］. IET Renewable Power Generation ， 2022 ， 16 （ 11 ）： 2372 - 2383 .

YUAN Y P ， ZHANG Y ， WANG J X ， et al . Enhanced frequency-constrained unit commitment considering variable-droop frequency control from converter-based generator ［J］. IEEE Transactions on Power Systems ， 2023 ， 38 （ 2 ）： 1094 - 1110 .

LI H ， QIAO Y ， LU Z X ， et al . Frequency-constrained stochastic planning towards a high renewable target considering frequency response support from wind power ［J］. IEEE Transactions on Power Systems ， 2021 ， 36 （ 5 ）： 4632 - 4644 .

TIAN X S ， WANG W S ， CHI Y N ， et al . Virtual inertia optimization control of DFIG and assessment of equivalent inertia time constant of power grid ［J］. IET Renewable Power Generation ， 2018 ， 12 （ 15 ）： 1733 - 1740 .

CHU Z D ， MARKOVIC U ， HUG G ， et al . Towards optimal system scheduling with synthetic inertia provision from wind turbines ［J］. IEEE Transactions on Power Systems ， 2020 ， 35 （ 5 ）： 4056 - 4066 .

张祥宇，金召展，付媛，等 . 基于频率变化极值时间的风电虚拟惯量约束与支撑控制［J］. 高电压技术， 2023 ， 49 （ 6 ）： 2491 - 2505 .

ZHANG Xiangyu ， JIN Zhaozhan ， FU Yuan ， et al . Virtual inertia constrain and support control of wind turbines based on variable frequency limit time ［J］. High Voltage Engineering ， 2023 ， 49 （ 6 ）： 2491 - 2505 .

XU G Y ， XU L . Improved use of WT kinetic energy for system frequency support ［J］. IET Renewable Power Generation ， 2017 ， 11 （ 8 ）： 1094 - 1100 .

TENINGE A ， JECU C ， ROYE D ， et al . Contribution to frequency control through wind turbine inertial energy storage ［J］. IET Renewable Power Generation ， 2009 ， 3 （ 3 ）： 358 .

周涛，黄菊，韩汝帅，等 . 综合惯性控制下风机惯性支撑能力分析及等效惯量评估［J/OL］. 上海交通大学学报［ 2023-09-06 ］. https：//doi.org/10.16183/j.cnki.jsjtu.2023.161 https://doi.org/10.16183/j.cnki.jsjtu.2023.161 .

ZHOU Tao ， HUANG Ju ， HAN Rushuai ， et al . Inertial support capacity analysis and equivalent inertia estimation of wind turbines under integrated inertial control ［J/OL］. Journal of Shanghai Jiao Tong University ［ 2023-09-06 ］. https：//doi.org/10.16183/j.cnki.jsjtu.2023.161 https://doi.org/10.16183/j.cnki.jsjtu.2023.161 .

CHEN P W ， QI C C ， CHEN X . Virtual inertia estimation method of DFIG-based wind farm with additional frequency control ［J］. Journal of Modern Power Systems and Clean Energy ， 2021 ， 9 （ 5 ）： 1076 - 1087 .

王彤，邢其鹏，李鸿恩，等 . 计及虚拟惯量控制的DFIG等效惯量在线评估与响应特性分析［J］. 电力系统保护与控制， 2022 ， 50 （ 11 ）： 52 - 60 .

WANG Tong ， XING Qipeng ， LI Hongen ， et al . Online evaluation and response characteristics analysis of equivalent inertia of a doubly-fed induction generator incorporating virtual inertia control ［J］. Power System Protection and Control ， 2022 ， 50 （ 11 ）： 52 - 60 .

安军，盛帅，周毅博，等 . 基于量测数据的风电场等效虚拟惯量评估方法［J］. 电网技术， 2023 ， 47 （ 5 ）： 1819 - 1829 .

AN Jun ， SHENG Shuai ， ZHOU Yibo ， et al . Evaluation of equivalent virtual inertia of wind farm based on measured data ［J］. Power System Technology ， 2023 ， 47 （ 5 ）： 1819 - 1829 .

张武其，文云峰，迟方德，等 . 电力系统惯量评估研究框架与展望［J］. 中国电机工程学报， 2021 ， 41 （ 20 ）： 6842 - 6856 .

ZHANG Wuqi ， WEN Yunfeng ， CHI Fangde ， et al . Research framework and prospect on power system inertia estimation ［J］. Proceedings of the CSEE ， 2021 ， 41 （ 20 ）： 6842 - 6856 .

鲁宗相，姜继恒，乔颖，等 . 新型电力系统广义惯量分析与优化研究综述［J］. 中国电机工程学报， 2023 ， 43 （ 5 ）： 1754 - 1776 .

LU Zongxiang ， JIANG Jiheng ， QIAO Ying ， et al . A review on generalized inertia analysis and optimization of new power systems ［J］. Proceedings of the CSEE ， 2023 ， 43 （ 5 ）： 1754 - 1776 .

董昱，孙荣富，丁然，等 . 考虑风速不确定性的风电场暂态有功支撑能力在线评估方法［J/OL］. 电力系统自动化［ 2023-07-28 ］. https：//kns.cnki.net/kcms2/detail/32.1180.TP.20230727.1554.002.html https://kns.cnki.net/kcms2/detail/32.1180.TP.20230727.1554.002.html .

DONG Yu ， SUN Rongfu ， DING Ran ， et al . Online evaluation method of transient active power support capability of wind farm considering wind speed uncertainty ［J/OL］. Automation of Electric Power Systems ［ 2023-07-28 ］. https：//kns.cnki.net/kcms2/detail/32.1180.TP.20230727.1554.002.html https://kns.cnki.net/kcms2/detail/32.1180.TP.20230727.1554.002.html .

王中冠，刘嘉琛，郭力，等 . 基于状态空间映射的模型不完备风电场调频能力在线评估方法［J］. 中国电机工程学报， 2023 ， 43 （ 3 ）： 927 - 939 .

WANG Zhongguan ， LIU Jiachen ， GUO Li ， et al . Online frequency characteristics analysis for incomplete-model wind farms based on state space mapping ［J ］. Proceedings of the CSEE ， 2023 ， 43 （ 3 ）： 927 - 939 .

李兆伟，张恒旭，曹永吉，等 . 计及锅炉热动态影响的机组一次调频能力评估方法［J］. 山东大学学报（工学版）， 2022 ， 52 （ 5 ）： 35 - 43 .

LI Zhaowei ， ZHANG Hengxu ， CAO Yongji ， et al . Assessment scheme for primary frequency regulation capability considering boiler thermal dynamic ［J］. Journal of Shandong University （Engineering Science）， 2022 ， 52 （ 5 ）： 35 - 43 .

孙铭，徐飞，陈磊，等 . 利用转子动能的风机辅助频率控制最优策略［J］. 中国电机工程学报， 2021 ， 41 （ 2 ）： 506 - 514 .

SUN Ming ， XU Fei ， CHEN Lei ， et al . Optimal auxiliary frequency control strategy of wind turbine generator utilizing rotor kinetic energy ［J］. Proceedings of the CSEE ， 2021 ， 41 （ 2 ）： 506 - 514 .

SUN M ， MIN Y ， XIONG X J ， et al . Practical realization of optimal auxiliary frequency control strategy of wind turbine generator ［J］. Journal of Modern Power Systems and Clean Energy ， 2022 ， 10 （ 3 ）： 617 - 626 .

SUN M ， SUN Y ， CHEN L ， et al . Novel temporary frequency support control strategy of wind turbine generator considering coordination with synchronous generator ［J］. IEEE Transactions on Sustainable Energy ， 2022 ， 13 （ 2 ）： 1011 - 1020 .

AKBARI M ， MADANI S M . Analytical evaluation of control strategies for participation of doubly fed induction generator-based wind farms in power system short-term frequency regulation ［J］. IET Renewable Power Generation ， 2014 ， 8 （ 3 ）： 324 - 333 .

RAKHSHANI E ， GUSAIN D ， SEWDIEN V ， et al . A key performance indicator to assess the frequency stability of wind generation dominated power system ［J］. IEEE Access ， 2019 ， 7 ： 130957 - 130969 .

ENGLEITNER R ， NIED A ， SANTOS MATOS CAVALCA M ， et al . Dynamic analysis of small wind turbines frequency support capability in a low-power wind-diesel microgrid ［J］. IEEE Transactions on Industry Applications ， 2018 ， 54 （ 1 ）： 102 - 111 .

马晓伟，徐海超，刘鑫，等 . 适用于西北送端大电网新能源场站快速频率响应功能的入网试验方法［J］. 电网技术， 2020 ， 44 （ 4 ）： 1384 - 1391 .

MA Xiaowei ， XU Haichao ， LIU Xin ， et al . A test method for fast frequency response function of renewable energy stations in northwest power grid ［J］. Power System Technology ， 2020 ， 44 （ 4 ）： 1384 - 1391 .

沐润志，吴水军，陈晶，等 . 并网新能源场站调频能力检测技术研究［J］. 云南电力技术， 2021 ， 49 （ 6 ）： 80 - 86 .

MU Runzhi ， WU Shuijun ， CHEN Jing ， et al . Study on the detection technology of frequency regulation capability of grid-connected new energy station ［J］. Yunnan Electric Power ， 2021 ， 49 （ 6 ）： 80 - 86 .

浏览量

下载量

CSCD

文章被引用时，请邮件提醒。

提交

工具集

关联资源

大电网中虚拟同步发电机惯量支撑与一次调频功能定位辨析

兼顾超低频振荡抑制与一次调频的水电集群参数优化方法

基于分布式调相机的电压支撑型新能源场站构建方案