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考虑气动相互作用的双阶段MPC风电场自动发电控制
Dual-Stage MPC-Based AGC for Wind Farm Considering Aerodynamic Interactions
Zishuo Huang · Wenchuan Wu · IEEE Transactions on Sustainable Energy · 2024年11月
风电场被鼓励提供自动发电控制（AGC）服务，但风机间的复杂气动相互作用增加了AGC控制难度。本文提出一种基于推力系数（主要通过变桨角调节）和偏航角控制动作的显式风速预测模型，并基于Navier-Stokes方程的数值实验验证其准确性。鉴于推力系数与偏航角调节涉及显著不同的时间尺度，设计了一种双阶段模型预测控制（MPC）策略。该策略以所提风速预测模型作为各风机风速的代理模型，第一阶段根据预测时刻风电场可用功率是否充足优化偏航角参考值；第二阶段协调控制各风机的推力系数与偏航角，以跟踪AGC功率指令并...
解读: 该双阶段MPC控制策略对阳光电源的风电储能系统具有重要参考价值。首先，文中提出的风速预测模型可优化ST系列储能变流器的功率调度算法，提升风储联合运行效率。其次，基于时间尺度分离的双阶段控制思路可应用于PowerTitan大型储能系统的多时间尺度功率控制，协调电池荷电状态管理(慢)与功率快速响应(快)...
用于缓解二次频率跌落的风力发电机频率控制协同策略：系数分配与退出技术
Cooperative Strategies for Frequency Control of Wind Turbines to Mitigate Secondary Frequency Dip: Coefficient Allocation and Exit Techniques
Zishuo Huang · Wenchuan Wu · Chenhui Lin · Zizhen Guo · IEEE Transactions on Sustainable Energy · 2024年11月
随着风电在电力系统中渗透率的提高，通过惯性和下垂控制使风电机组参与电网一次调频已得到验证。然而，在风电机组退出调频以恢复转速时，可能引发二次频率跌落（SFD）。本文提出一种协同控制策略以缓解SFD。首先建立包含同步机组与风电机组的系统频率响应模型，并构建风电转速动态预测模型。基于此优化风电场内各机组的下垂与惯性系数，在保证转速安全的前提下最小化总风能损耗，从而抑制SFD。进一步设计基于低通滤波器的平滑过渡策略，避免退出调频时有功功率突降。最后提出分阶段退出机制，防止大量机组同时退出导致功率骤减。...
解读: 该研究的协同频率控制策略对阳光电源ST系列储能变流器和大型储能系统具有重要参考价值。文中提出的系数优化分配和平滑退出机制,可直接应用于储能系统的GFM控制算法优化,提升电网支撑能力。特别是基于低通滤波的平滑过渡方案,可用于改进PowerTitan系统的调频响应特性,避免功率突变。这些技术创新对完善阳...