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基于功率扰动观测的构网型柔直系统辅助频率控制策略
A Power Disturbance Observation-Based Auxiliary Frequency Control Strategy for Grid-Forming VSC-HVDC Systems
| 作者 | 王炜宇 · 易念棋 · 蔡晔 · 曹一家 · 李泽文 · 全少理 |
| 期刊 | 中国电机工程学报 |
| 出版日期 | 2025年5月 |
| 卷/期 | 第 45 卷 第 5 期 |
| 技术分类 | 控制与算法 |
| 技术标签 | 构网型GFM |
| 相关度评分 | ★★★★★ 5.0 / 5.0 |
| 关键词 | 柔性直流输电系统 构网型逆变站 辅助频率控制策略 功率扰动观测 频率稳定性 |
版本:
柔性直流输电系统凭借其灵活的功率调节能力，可为受端电网提供辅助频率支撑。本文提出一种具备功率扰动观测能力的构网型逆变站频率控制策略，通过设计基于有限量测信号的状态与负荷扰动实时估计算法，实现对受端电网功率扰动的主动感知；结合线性二次型最优反馈控制，构建状态反馈与扰动补偿协同控制器，实现对功率扰动的精确抑制，有效缓解频率波动。基于DIgSILENT/PowerFactory与MATLAB联合仿真平台构建测试系统，仿真结果表明该方法能显著提升受端电网在负荷扰动下的频率稳定性。
柔性直流输电系统因其灵活的功率调控能力,能够向受端电网提供辅助频率支撑服务.该文提出一种具有功率扰动观测能力的构网型逆变站辅助频率控制策略,利用构网型逆变站对受端电网功率扰动的主动响应能力,设计受端电网功率扰动观测器,通过有限的量测信号对系统状态和负荷扰动进行实时估计;根据状态和扰动观测结果,利用线性二次型最优反馈控制设计状态反馈和扰动补偿控制器,对受端电网的功率扰动进行灵活、精确补偿,从而平抑受端电网的频率波动;在DIgSILENT/PowerFactory中搭建两个仿真测试系统,通过PowerFactory-MATLAB联合仿真,对所提控制策略进行测试.结果表明,提出的频率控制方法能够确保负荷波动情况下的受端电网频率稳定性.
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SunView 深度解读
该功率扰动观测与构网型频率控制技术对阳光电源ST系列储能变流器和PowerTitan大型储能系统具有重要应用价值。文中提出的状态与负荷扰动实时估计算法可直接应用于储能系统的GFM控制策略，增强其在弱电网环境下的频率支撑能力。通过有限量测信号实现扰动主动感知，结合LQR最优反馈控制的设计思路，可优化阳光电源现有VSG控制算法，提升储能系统在电网负荷突变时的快速响应性能。该技术对构建新一代具备主动支撑能力的构网型储能变流器、满足电网侧辅助服务需求具有直接指导意义，可增强产品在高比例新能源电网中的竞争力。