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计及构网型储能电站的新能源基地无功协调优化控制
Reactive Power Coordinated Optimization Control of Renewable Energy Base Considering Grid-Forming Energy Storage Power Stations
| 作者 | 林俐马笑寒丁文敏 |
| 期刊 | 电力系统自动化 |
| 出版日期 | 2025年1月 |
| 卷/期 | 第 49 卷 第 1 期 |
| 技术分类 | 储能系统技术 |
| 技术标签 | 构网型GFM |
| 相关度评分 | ★★★★★ 5.0 / 5.0 |
| 关键词 | 构网型储能电站 新能源基地 电压稳定 无功优化 电压支撑 林俐 马笑寒 丁文敏 电力系统自动化 Automation of Electric Power Systems |
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相较于传统火电系统，缺乏同步电源支撑的新能源基地具有低抗扰性和弱电压支撑能力，采用构网型储能电站（GFMS）可有效提升系统支撑性能。本文分析了GFMS的控制原理，建立了其在稳态与动态条件下的运行模型，并提出考虑GFMS参与的无功协调优化控制策略。该策略包含日前-日内集中优化阶段，以经济性最优和动态无功预留最大化为目标；在实时电压支撑阶段，设计了基于并网点电压需求的GFMS电压控制方法。通过中国西北某新能源基地的仿真验证，结果表明所提策略显著提升了系统的安全稳定水平，充分发挥了GFMS的动态支撑能力。
与传统火电主导的系统相比,缺乏同步电源支撑的新能源基地呈现低抗扰性和弱支撑性,采用构网型储能电站(GFMS)是一种有效的解决方案.文中首先对GFMS控制原理进行分析,确定了稳态及动态条件下GFMS的功率调节范围,并建立了 GFMS运行模型.然后,提出了考虑GFMS辅助治理的无功协调优化控制策略,以适应无功协调优化及实时电压支撑需求.在无功协调优化阶段,以经济性最优和动态无功预留容量最大为目标,对无功源进行日前-日内集中优化;在实时电压支撑阶段,提出了一种基于并网点电压支撑需求的GFMS电压控制策略.选取中国西北地区某缺乏同步电源支撑的新能源基地为算例进行仿真,验证所提策略的有效性.结果表明,所提无功协调优化控制策略有效提高了新能源基地安全稳定水平,充分发挥了 GFMS的作用.
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SunView 深度解读
该研究的构网型储能协调控制技术对阳光电源PowerTitan储能系统和ST系列储能变流器具有重要应用价值。文中提出的日前-日内-实时多时间尺度无功优化策略，可直接应用于阳光电源大型储能电站的能量管理系统（EMS），提升西北等新能源基地项目的电压支撑能力。特别是基于并网点电压需求的GFM动态控制方法，可优化ST储能变流器的构网型控制算法，增强其在弱电网环境下的抗扰性。该技术与阳光电源现有VSG虚拟同步机技术形成互补，为光储一体化项目提供更完善的无功协调方案，提升系统安全稳定性和经济效益，符合公司在新能源基地储能解决方案的战略布局。