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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，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。分布式光伏將根據測得頻率f生成特征參量參考，經由封面圖中所示的X控制外環(huán)產生參考光伏電壓，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的末端電壓越限就地抑制等方面研究。
