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构网型储能接入海上油田群电网的频率稳定分析
Frequency Stability Analysis of Grid-Forming Energy Storage Connected to Offshore Oilfield Cluster Power Grids
| 作者 | 苏开元 · 魏澈 · 邱银锋 · 李国香 · 谢小荣 · 车久玮 |
| 期刊 | 中国电机工程学报 |
| 出版日期 | 2025年10月 |
| 卷/期 | 第 45 卷 第 10 期 |
| 技术分类 | 储能系统技术 |
| 技术标签 | 构网型GFM 跟网型GFL 调峰调频 |
| 相关度评分 | ★★★★★ 5.0 / 5.0 |
| 关键词 | 海上油田群电网 构网型储能 频率稳定性 等值频率响应模型 仿真验证 |
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随着高比例新能源接入及燃气轮机逐步退出，海上油田群电网频率稳定问题日益突出，构网型储能为改善该问题提供了可能。本文建立考虑变流器控制参数、原动机-调速器响应速度等因素的等值频率响应模型，推导其闭式解，从频率变化率、最低频率、系统惯量和频率波动四方面分析频率稳定性，揭示惯性参数、调频系数与虚拟阻抗的影响规律，并通过实际案例仿真验证方法有效性。进一步对比跟网型与构网型储能在频率支撑能力上的差异，为提升海上油田群电网频率稳定性提供技术支撑。
随着高比例新能源接入、燃气轮发电机逐步退出,海上油田群电网频率稳定问题凸显,该问题有望使用构网型储能改善.为研究构网型储能接入电网的频率稳定性,首先明确其控制策略,考虑变流器控制参数、原动机-调速器响应速度等,根据构网型储能与海上油田群电网的功率-频率-功角关系建立等值频率响应模型;然后,对等值模型进行简化并确定其闭式解,从频率变化率、频率最低点、系统惯量、频率波动4方面分析系统频率稳定性,明确惯性参数、调频系数和虚拟阻抗的影响;最后,以某实际海上油田群电网为例,利用仿真验证所提方法的有效性.进一步分析跟网/构网型储能在频率支撑能力上的区别,以期为提升高比例新能源海上油田群电网的频率稳定特性提供一定技术支撑.
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SunView 深度解读
该研究对阳光电源ST系列储能变流器及PowerTitan储能系统在海上油田等孤岛电网应用具有重要价值。文章揭示的构网型GFM控制中惯性参数、调频系数与虚拟阻抗对频率稳定性的影响规律，可直接指导ST储能变流器的虚拟同步机VSG参数优化设计，提升频率响应速度和抗扰动能力。特别是闭式解推导方法可用于快速评估不同控制参数组合下的频率稳定裕度，为海上平台、海岛微网等弱电网场景的储能系统参数整定提供理论依据。对比GFL与GFM频率支撑能力的分析，也为阳光电源储能产品在高比例新能源接入场景下的控制策略切换提供技术支撑，增强产品在特殊工况下的适应性。