中國(guó)儲(chǔ)能網(wǎng)訊：
01.研究背景
隨著新能源滲透率不斷攀升，系統(tǒng)慣量降低、調(diào)頻能力受限，新能源主動(dòng)參與調(diào)頻已被提上日程。對(duì)于光伏電源，可通過(guò)預(yù)先儲(chǔ)備部分功率(10%~20%)，以降低發(fā)電收益為代價(jià)獲得一定調(diào)頻能力。其實(shí)現(xiàn)的前提是估計(jì)當(dāng)前光伏最大可用功率PMAPP，從而基于PMAPP和預(yù)設(shè)的儲(chǔ)備功率選定光伏的運(yùn)行點(diǎn)。目前獲取PMAPP的方法：測(cè)量查表法需要額外增加輻照度、溫度量測(cè)；曲線擬合法對(duì)算力要求較高，均用于集中式光伏場(chǎng)站。對(duì)于通信、算力、環(huán)境量測(cè)都匱乏的分布式光伏，PMAPP的估計(jì)、預(yù)設(shè)儲(chǔ)備功率調(diào)整與集中下發(fā)均難以實(shí)現(xiàn)，使得分布式光伏難以參與調(diào)頻。
02.主要內(nèi)容和創(chuàng)新點(diǎn)
1）光伏動(dòng)態(tài)出力比表征方法。
本文設(shè)計(jì)了一種光伏可用功率特征參量X=(Upv/Ipv)·(dIpv/dUpv)，可量化表征光伏實(shí)時(shí)出力占當(dāng)前最大可用功率的動(dòng)態(tài)出力比Rpv。如圖1所示，在高出力比區(qū)間Rpv圖片(0.65,1)，X與動(dòng)態(tài)出力比Rpv呈現(xiàn)強(qiáng)線性關(guān)系，受光照、溫度影響很小；對(duì)不同種類、裝機(jī)容量和老化程度的光伏，X-Rpv仍在高出力比區(qū)間高度線性重合。因此，對(duì)于不同環(huán)境條件和不同類型的光伏，逆變器可根據(jù)光伏陣列的直流量測(cè)計(jì)算得到X，再基于以上線性關(guān)系，便可根據(jù)特征參量X快速估計(jì)動(dòng)態(tài)出力比，從而避免對(duì)PMAPP的繁雜估計(jì)，適用于無(wú)通信、弱算力的光伏接入場(chǎng)景。
2）光伏自適應(yīng)頻率支撐下垂調(diào)控。
設(shè)計(jì)特征參量X-頻率下垂控制。分布式光伏將根據(jù)測(cè)得頻率f生成特征參量參考，經(jīng)由封面圖中所示的X控制外環(huán)產(chǎn)生參考光伏電壓，進(jìn)而調(diào)整光伏輸出功率響應(yīng)頻率變化，實(shí)現(xiàn)頻率就地自適應(yīng)支撐。穩(wěn)態(tài)下所有光伏的頻率保持一致，基于X與Rpv的線性一致關(guān)系，所有光伏的出力比也大致相同，兼顧多機(jī)光伏參與頻率支撐的出力公平性。傳統(tǒng)方法按裝機(jī)容量等比例儲(chǔ)備功率以支撐頻率，難以顧及實(shí)時(shí)環(huán)境、安裝條件、老化程度等差異引發(fā)的實(shí)際出力偏差。而本文采用以實(shí)時(shí)最大可用功率PMAPP作為基準(zhǔn)的動(dòng)態(tài)等比例出力下垂調(diào)控，將更加公平合理地調(diào)控多機(jī)光伏參與頻率支撐。
最后通過(guò)仿真驗(yàn)證了所提控制的效果，如圖2所示，外界頻率變化時(shí)，分布式光伏將自適應(yīng)調(diào)整出力響應(yīng)頻率變化，穩(wěn)態(tài)下兩臺(tái)光伏的動(dòng)態(tài)出力比相同，且與頻率變化呈線性關(guān)系。暫態(tài)響應(yīng)方面，所提策略作為控制外環(huán)嵌入光伏逆變器可不受通信條件制約，就地快速支撐頻率；穩(wěn)態(tài)下，提前儲(chǔ)備更多出力將有助于改善頻率跌落，但整體發(fā)電經(jīng)濟(jì)性仍受影響。
圖2 仿真結(jié)果
03.后續(xù)研究方向或討論話題
后續(xù)研究將在就地控制的基礎(chǔ)上，引入弱帶寬通信調(diào)整動(dòng)態(tài)出力比，以提升頻率主動(dòng)支撐時(shí)的發(fā)電經(jīng)濟(jì)性；同時(shí)還會(huì)將動(dòng)態(tài)出力比用于光伏極高滲透率場(chǎng)景下低壓配網(wǎng)的末端電壓越限就地抑制等方面研究。
