作者：冀肖彤, 柳丹, 叶畅, 杨荟憭, 刘子文

摘要：为缓解高渗透率风电并网电力系统风功率波动给电网频率稳定性带来的问题,该文提出一种基于固定时间补偿的风电机组快速调频控制策略。首先,计及含高比例双馈风电机组的风电并网系统频率动态响应模型,基于分数幂次反馈设计固定时间观测器,能在可预设的时间内更快地“捕捉”风电并网系统未知扰动及真实频率偏差的变化,为调频的快速启动与精准补偿提供了确定性的观测保障;其次,结合频率偏差反馈,构建基于固定时间补偿的高比例风电并网调频策略,实现频率波动快速平抑,有效地减少风电并网系统的暂态频率波动,提高系统的调频动态性能;然后,通过李雅普诺夫稳定性理论分析所提快速调频控制器的收敛稳定性,并结合固定时间稳定性理论给出控制器参数整定规则;最后,为从多维度验证所提控制方法的有效性,构建了评价电网频率及风功率波动平抑的指标,基于Matlab/Simulink仿真平台,在不同风速和风电渗透率场景下验证所提控制方案的有效性与泛化性,同时也在含风电的IEEE 39节点系统进行验证。仿真结果表明,与采用的典型控制方法相比,所提方法显著改善了风电机组的频率响应特性,极大地减少了风功率波动对系统频率的影响。