中國儲能網(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、調頻能力受限，新能源主動參與調頻已被提上日程。對于光伏電源，可通過預先儲備部分功率(10%~20%)，以降低發(fā)電收益為代價獲得一定調頻能力。其實現(xiàn)的前提是估計當前光伏最大可用功率PMAPP，從而基于PMAPP和預設的儲備功率選定光伏的運行點。目前獲取PMAPP的方法：測量查表法需要額外增加輻照度、溫度量測；曲線擬合法對算力要求較高，均用于集中式光伏場站。對于通信、算力、環(huán)境量測都匱乏的分布式光伏，PMAPP的估計、預設儲備功率調整與集中下發(fā)均難以實現(xiàn)，使得分布式光伏難以參與調頻。
02.主要內容和創(chuàng)新點
1）光伏動態(tài)出力比表征方法。
本文設計了一種光伏可用功率特征參量X=(Upv/Ipv)·(dIpv/dUpv)，可量化表征光伏實時出力占當前最大可用功率的動態(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與動態(tài)出力比Rpv呈現(xiàn)強線性關系，受光照、溫度影響很??；對不同種類、裝機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計算得到X，再基于以上線性關系，便可根據(jù)特征參量X快速估計動態(tài)出力比，從而避免對PMAPP的繁雜估計，適用于無通信、弱算力的光伏接入場景。
2）光伏自適應頻率支撐下垂調控。
設計特征參量X-頻率下垂控制。分布式光伏將根據(jù)測得頻率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，進而調整光伏輸出功率響應頻率變化，實現(xiàn)頻率就地自適應支撐。穩(wěn)態(tài)下所有光伏的頻率保持一致，基于X與Rpv的線性一致關系，所有光伏的出力比也大致相同，兼顧多機光伏參與頻率支撐的出力公平性。傳統(tǒng)方法按裝機容量等比例儲備功率以支撐頻率，難以顧及實時環(huán)境、安裝條件、老化程度等差異引發(fā)的實際出力偏差。而本文采用以實時最大可用功率PMAPP作為基準的動態(tài)等比例出力下垂調控，將更加公平合理地調控多機光伏參與頻率支撐。
最后通過仿真驗證了所提控制的效果，如圖2所示，外界頻率變化時，分布式光伏將自適應調整出力響應頻率變化，穩(wěn)態(tài)下兩臺光伏的動態(tài)出力比相同，且與頻率變化呈線性關系。暫態(tài)響應方面，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，提前儲備更多出力將有助于改善頻率跌落，但整體發(fā)電經(jīng)濟性仍受影響。
圖2 仿真結果
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上，引入弱帶寬通信調整動態(tài)出力比，以提升頻率主動支撐時的發(fā)電經(jīng)濟性；同時還會將動態(tài)出力比用于光伏極高滲透率場景下低壓配網(wǎng)的末端電壓越限就地抑制等方面研究。
