电制甲醇系统虚拟惯量建模及其抗扰动分段控制方法

摘要

针对传统功率控制下电制甲醇系统并网导致电力系统储存转动惯量降低，影响电力系统稳定运行的问题，建立了电制甲醇系统虚拟惯量模型，并提出一种抗扰动分段控制方法，提高了电制甲醇系统的惯性支撑能力．首先，针对电制甲醇系统无转动惯量的问题，结合甲醇电解槽、甲醇罐的运行特性，对电制甲醇系统的运行特征进行虚拟惯量表征，引入其虚拟惯量的概念，建立了电制甲醇系统的虚拟惯量模型，使无转动惯量的电制甲醇系统具备惯性支撑能力．其次，针对电制甲醇系统传统控制策略的不足，提出电制甲醇系统抗扰动分段控制方法，引入电网频率偏差信号，将电制甲醇系统的运行状态划分为惯量支撑区与非惯量支撑区，在电网受到扰动时，运行状态为惯量支撑区，使电制甲醇系统快速调节运行功率为电网提供短时惯性支持；在电网稳定运行时，运行状态为非惯量支撑区，使电制甲醇系统以额定功率运行，高效率制取甲醇．引入电制甲醇系统功率控制增益系数，控制电制甲醇系统的运行状态，保障其安全运行．最后，以某海岛的电网结构为例，利用MATLAB/Simulink软件建立并网仿真模型，在不同的电网扰动下进行时域仿真．结果表明，所提出的电制甲醇系统抗扰动分段控制方法在不同的扰动情况下均能快速响应电力系统扰动，为电网提供短时惯性支持，提高电力系统运行的稳定性．

关键词

电制甲醇系统 / 虚拟惯量 / 惯量响应 / 频率支持 / 频率响应