永磁同步风电场中多元调频资源协同预测控制策略

西安交通大学学报 ›› 2025, Vol. 59 ›› Issue (10) : 32 -43.

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摘要

针对传统方法难以协调永磁同步风电场中多元调频资源，以及调频过程中风电场无功功率波动过大等问题，提出了一种基于模型预测控制(MPC)的协同预测控制策略。首先，基于永磁同步风电场中底层控制器结构框图，构建多元调频资源的动态模型，阐明其参与主网频率调节的机制；然后，结合电力系统摆动方程，构建电网频率响应模型，准确预测有功扰动期间系统的频率动态；最后，以抑制主网频率变化为优化目标，综合考虑各类型调频资源的安全物理约束，实现多元调频资源的协同控制。采用两区域系统进行验证，结果表明：与传统下垂控制方法相比，所提协同预测控制策略使得主网频率最低点提升了0.06 Hz,使得风电场无功功率降低了2.4 Mvar,验证了所提方法在提升主网频率稳定性方面的优越性。该研究可为新能源场站中多元调频资源综合利用提供理论参考。