张兴论高渗透率分布式发电并网技术的研究.pdf

简介：
本文探讨了在高渗透率下分布式发电系统接入电网的关键技术问题，分析了当前研究现状与挑战，并提出了解决方案和技术路径。 分布式发电并网技术是当前电力系统发展的重要方向之一，在高渗透率的情况下尤其如此——即大量分布式电源（DG）接入电网。这不仅增加了系统的复杂性，也对稳定性提出了新的挑战。 张兴教授的研究主要集中在如何有效管理和控制这些分布式电源，以确保电网的稳定运行。在分析高渗透率分布式电源并网方案时，传统电网与含分布式能源的电网调频特性的对比尤为重要。一次调频是维持频率稳定的机制之一，不同类型的发电机组（如火电机组、燃机和水电机组）具有不同的调频死区及响应时间要求。 例如，对于火电机组而言，其一次调频响应应在3秒内完成；而对于燃气与水电等类型，则需在15秒内达到90%的目标负荷。分布式电源的并网方案则涉及PQ控制、VSG控制、Droop控制和VF控制等多种策略。 PQ控制系统通过外环功率调节产生dq轴电流参考，并使用PI控制器实现无静差电流调控，以保持逆变器输出功率恒定。在此基础上增加的一次调频功能使分布式电源能够根据频率偏差参与系统调频。进一步的改进包括引入频率微分控制来优化性能。 虚拟同步发电机（VSG）控制系统模仿传统同步发电机制的行为模式，使得逆变设备能提供类似的效果，并且无论是在独立运行还是并网状态下均表现出色，特别是在功率响应和跟踪特性方面。 Droop控制与VF控制是另外两种常用的分布式电源组网方法。前者采用主从架构通过调整输出电压或频率来分配功率；后者基于对等原则通过调节电压-频率比率实现动态功率共享。这两种策略各有优劣，在仿真对比中表现出不同的性能特点。 此外，张兴教授还探讨了具有自适应惯性的虚拟同步发电机技术的应用，旨在增强其在功角特性上的表现从而提高电网稳定性。这种技术模拟传统同步机的惯性响应机制以提供更稳定的频率支持。 综上所述，高渗透率分布式发电并网的技术研究涵盖了多种控制策略（如PQ、VSG、Droop和VF），它们在频率调节能力、功率跟踪性能及网络稳定度方面各具特色。这些技术的应用与发展对于优化分布式能源接入电网的过程以及提升电力系统的灵活性与可靠性具有重要意义。