摘要
传统化石能源所导致的环境污染问题愈演愈烈，促使新能源在电网中的渗透率逐渐提高。但由于新能源发电的随机性，使其大规模并网时会加剧电力系统的功率波动，增加电网频率控制的难度；另一方面，伴随着电能传输技术的不断发展，交直流混联输电方式在远距离输电系统中得到了广泛应用，但由于直流联络线变流器中高频电力电子器件的存在，导致输电线路惯性不足，会进一步增加功率波动对电网频率调整的负面影响。为保障电力系统的安全稳定运行，需要挖掘电网现有潜力，以对电网负荷频率控制（LoadFrequencyControl，LFC）进行更有效的支撑。本文从储能参与一次调频控制策略以及对AC/DC系统直流联络线惯性补偿两个方面展开研究，具体内容如下： 首先，构建了电力系统自动发电控制（AutomaticGenerationControl，AGC）模型，通过对电力系统调频过程分析，阐述了AGC控制需求及目标；并对火电机组及AC/DC系统联络线模型进行推演，形成交直流混联系统AGC模型结构。 然后，通过对储能内部结构分析，确定了储能参与电网调频等效模型及其荷电状态（StateofCharge，SOC）计算方式；并在电网调频特征分析的基础上，对储能虚拟惯性和虚拟下垂控制原理进行研究；考虑到储能传统功率输出控制方法易导致电池过充/过放的问题，设计利用SOC反馈自适应调节充放电系数的储能输出控制策略，并根据电网频率偏差实时调整惯性及下垂分配比例因子，以充分发挥二者优势，提高储能参与电网调频的控制效果。 进一步，通过对交直流混联电力系统内部交直流联络线惯性表现及储能充放电特性分析，针对直流联络线建模过程中由于电力电子器件导致AC/DC系统惯性不足的问题，设计了利用储能自适应控制策略对AC/DC系统直流联络线进行惯性补偿的方案，使储能输出既能反馈至电网参与调频，又能补偿至直流联络线，以提高AC/DC系统直流联络线惯性水平，抑制电网最大频率偏差。 最后，在Matlab/Simulink环境下搭建了含储能参与的两区域AC/DC系统AGC模型，并通过设定不同负荷扰动情境以验证所提储能自适应控制策略在辅助交直流混联电力系统调频方面的控制效果。由仿真结果分析可知：利用储能自适应控制策略参与AC/DC系统频率控制，能够有效提升各项控制指标，并通过对直流联络线惯性补偿，进一步改善AGC控制效果。
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