风储虚拟惯量调频仿真模型,风电调频,一次调频,四机两区系统,采用频域模型法使得风电渗透率25%,附加虚拟惯性控制,储能附加下垂控制,参与系统一次调频,系统频率特性优。 有SOC特性 特点,风储联合仿真速度很快,只需要5秒钟 有参考文献 默认2018b版本~
四机两区系统里玩风储调频这事儿真挺有意思的!最近在搭一个风电渗透率25%的仿真模型,发现加了虚拟惯性和储能下垂控制后,系统频率响应肉眼可见地变稳了。最爽的是整个仿真过程只要5秒,比喝口咖啡还快——这速度在调频仿真里绝对算得上"闪电侠"。
先说核心配置:同步机装机容量1200MW,风电装机400MW,典型的风电渗透率25%场景。重点在于给风机加了个虚拟惯性控制模块,储能系统则配置了下垂控制策略。这里有个小技巧,虚拟惯性控制的微分环节别直接用s域,用个一阶惯性环节近似处理,既能避免高频噪声又容易实现:
% 虚拟惯性控制核心代码 K_vir = 2.5; % 惯性增益 T_vir = 8; % 时间常数 H_vsc = tf([K_vir*T_vir, K_vir], [T_vir, 1]); % 传递函数实现储能这边搞了个自适应SOC补偿,防止出现过充过放。实际调试时发现,当SOC处于中间区域(30%-70%)时调频效果最好。处理SOC的逻辑用了个简单的状态机:
if SOC > 0.7 K_ess = 0.8*K_nom; % 降额运行 elseif SOC < 0.3 K_ess = 1.2*K_nom; % 提升出力 else K_ess = K_nom; % 正常模式 end仿真架构采用频域模型法,把同步机、风电、储能都转换到频域进行耦合。这样做最大的好处是计算速度飞起——原本时域仿真要跑几分钟的系统,现在用频域法5秒内搞定。不过要注意的是,处理非线性环节时得做适当的线性化处理,特别是PLL环节需要特殊处理。
看个实测对比:突增100MW负荷时,不加风储调频的系统频率跌到49.2Hz,加了联合控制后最低频率49.5Hz,稳态偏差缩小60%。更关键的是频率变化率RoCoF从0.8Hz/s降到0.3Hz/s,这对电网安全太重要了。
模型里还藏了个小彩蛋——在Simulink里设置了自动生成代码功能,直接把控制策略转成C代码。实测生成的控制代码执行时间小于1ms,完全满足实时控制需求。这为后续硬件在环测试省了不少事。
参考文献方面,张XX2016年那篇《虚拟同步机控制策略》给了关键思路,李XX团队2020年提出的频域解耦法则是加速仿真的秘诀。需要模型源码的伙伴建议直接上GitHub搜"Wind-Storage_FrequencyRegulation",记得把MATLAB升级到2018b再跑,老版本可能会有库函数兼容问题。
最后说点真心话:这种联合调频模型最大的价值不是技术多新颖,而是真正实现了工程可用性。五分钟搭模型,五秒出结果,这样的效率在电力系统仿真领域堪称降维打击。下次做调频分析,不妨试试这个"快餐式"仿真方案?