基于防能量过支撑控制的风电机群高精度一次调频算法与应用

赵巧红; 吴亮红; 郭弼彰; 杨静伟; 周武喜; 曹俊伟

doi:doi:10.19912/j.0254-0096.tynxb.2024-1850

欢迎来到能源电力期刊网！

English Version 期刊登录

您当前的位置：

首页 >

文章列表页 >

基于防能量过支撑控制的风电机群高精度一次调频算法与应用

更新时间：2026-03-06

- 基于防能量过支撑控制的风电机群高精度一次调频算法与应用
- 基于防能量过支撑控制的风电机群高精度一次调频算法与应用
- 太阳能学报 2026年47卷第2期页码：569-578
- 作者机构：
- 作者简介：
- 基金信息：
- DOI：doi:10.19912/j.0254-0096.tynxb.2024-1850
  中图分类号： TM73
- 网络首发：2026-03-05，
  
  纸质出版：2026-03-05
- 稿件说明：
移动端阅览
赵巧红, 吴亮红, 郭弼彰, 等. 基于防能量过支撑控制的风电机群高精度一次调频算法与应用[J]. 太阳能学报, 2026,47(2):569-578.

赵巧红, 吴亮红, 郭弼彰, et al. 基于防能量过支撑控制的风电机群高精度一次调频算法与应用[J]. 2026, 47(2): 569-578.
赵巧红, 吴亮红, 郭弼彰, 等. 基于防能量过支撑控制的风电机群高精度一次调频算法与应用[J]. 太阳能学报, 2026,47(2):569-578. DOI： doi:10.19912/j.0254-0096.tynxb.2024-1850.

赵巧红, 吴亮红, 郭弼彰, et al. 基于防能量过支撑控制的风电机群高精度一次调频算法与应用[J]. 2026, 47(2): 569-578. DOI： doi:10.19912/j.0254-0096.tynxb.2024-1850.

摘要

现有风电机群一次调频控制算法存在风速突变时能量过支撑导致风电机组功率跌落甚至脱网、抗扰动性能差、控制误差大等问题

难以满足电网超快速强补惯量支撑的高标准要求。为针对性解决上述问题

在对大量风电场历史数据进行分析基础上

提出一种防能量过支撑高精度高可靠优化控制算法。首先

提出一种尖峰识别算法

提前识别与预防能量过支撑问题;其次

给出一种渐进变长步进算法

以提升抗扰动性;然后

采用一种自适应动态补偿算法

提高系统的控制精度;最后

将本文算法应用于湖南某代表性山地风电机群进行控制。现场实际应用效果表明

使用该文算法后

系统未出现功率大范围跌落与脱网问题

抗扰动性能明显得到改善

控制精度在0.5%以内

远高于测试标准要求。该文提出的风电机群一次调频优化控制算法显著提高了风电机群的并网稳定性、安全性、抗扰动性。

Abstract

When the primary frequency control modulation applies the traditional control algorithm to control the existing wind groups

there are problems such as over-supporting of energy during sudden changes in wind speed leading to wind turbines power drop or even off-grid

poor anti-disturbance performance

and large control errors

making it difficult to meet the grid ultra-fast and strong complementary inertia support of the high standard requirements. In order to solve the above problems

based on the analysis of a large number of wind groups of historical data

this article proposes an anti-energy over-support high-precision and high-reliability optimization control algorithm. Firstly

a spike identification algorithm is proposed to identify and prevent the energy over-support problem in advance. Secondly

an asymptotic variable-length stepping algorithm is given to improve the perturbation resistance. Then an adaptive dynamic compensation algorithm is adopted to improve the control accuracy of the system. Finally

the algorithm is applied to control a representative wind groups in a mountainous area of Hunan province. The actual application results show that after using the algorithm in this article

the system does not appear power fall and off-grid problems

the anti-disturbance performance has been significantly improved

and the control accuracy is within 0.5%

which is much higher than the test standard requirements. The optimized control algorithm of wind groups electric primary frequency regulation proposed in this article significantly improves the grid stability

safety and disturbance rejection of wind groups.

关键词

Keywords

references

ZHAO Q H, ZHOU Z, SONG X P, et al.High-precision intelligent dynamic scheduling algorithm and application during service of wind turbine group[C]//The Proceedings of the 18th Annual Conference of China Electrotechnical Society. Singapore: Springer Nature Singapore, 2024: 521-534.

郑重, 苗世洪, 李超, 等. 面向微型能源互联网接入的交直流配电网协同优化调度策略[J]. 电工技术学报, 2022, 37(1): 192-207.

马凯琳, 张蕾, 柳乐怡. 基于一致性算法的新能源电力系统风电机组一次调频控制[J]. 自动化与仪表, 2024, 39(5): 26-29, 39.

TAN D.Structured microgrids (SμGs) and flexible electronic large power transformers (FeLPTs)[J]. CES transactions on electrical machines and systems, 2020, 4(4): 255-263.

周涛, 张锋杨, 徐妍, 等. 计及风力发电机转速安全约束的DFIG一次调频模型预测控制策略[J]. 南京理工大学学报, 2024, 48(2): 155-164.

陈厚合, 丛前, 姜涛, 等. 多能协同的配电网供电恢复策略[J]. 电工技术学报, 2022, 37(3): 610-622, 685.

赵巧红, 施星宇, 曾照福, 等. 风电场跨平台协议转换系统设计与实现[J]. 湖南科技大学学报(自然科学版), 2019, 34(3): 61-68.

张祥宇, 朱永健, 付媛. 基于系统惯量需求的风储协同快速频率响应技术[J]. 中国电机工程学报, 2023, 43(14): 5415-5429.

李国庆, 刘先超, 辛业春, 等. 含高比例新能源的电力系统频率稳定研究综述[J]. 高电压技术, 2024, 50(3): 1165-1181.

TOULABI M, ASHOURI-ZADEH A, KAZARI H, et al.Application of Bang-Bang controller to emulate primary frequency response in DFIGs[J]. IEEE systems journal, 2020, 14(2): 2615-2623.

SUN M, MIN Y, CHEN L, et al.Optimal auxiliary frequency control of wind turbine generators and coordination with synchronous generators[J]. CSEE journal of power and energy systems, 2021, 7(1): 78-85.

ZHAO C, SUN D, ZHANG X, et al.A two-stage power distribution scheme of multiple wind farms participating in primary frequency regulation[J]. IEEE transactions on power systems, 2023, 38(6): 5009-5021.

胡阳, 姚欣然, 房方, 等. 数据驱动的风电场全工况非线性调频动态建模[J]. 电力系统自动化, 2023, 47(15): 162-169.

申家锴, 李卫东, 李正文, 等. 计及一次调频死区与限幅的高比例风电电力系统机组组合[J]. 电网技术, 2022, 46(4): 1326-1337.

张冬生, 刘洪, 李朝锋. 基于数字孪生的混合微电网多目标优化调度[J]. 太阳能学报, 2025, 46(2): 184-192.

李佳玉, 魏乐, 房方, 等. 基于一致性算法的飞轮储能群组双层分布式协同控制[J]. 太阳能学报, 2025, 46(3): 34-42.

YAN J M, LIU F L, WANG F, et al.A coordinated frequency regulation method for offshore wind farms integrated by VSC-HVDC[C]//2020 5th Asia Conference on Power and Electrical Engineering (ACPEE). Chengdu, China, 2020: 602-606.

KE D P, CHUNG C Y, XU J, et al.Inertia emulation uncorrelated with electromechanical dynamics to improve frequency transients using center of inertia (COI) frequency signal[J]. IEEE transactions on power systems, 2021, 36(3): 1736-1749.

李志颖, 王致杰, 王鸿. 考虑功率可调节裕度的区域综合能源系统多时间尺度优化调度[J]. 太阳能学报, 2025, 46(2): 255-261.

周勃, 李二超. 一种考虑风光不确定性的热电混合共享储能双层优化配置方法[J]. 太阳能学报, 2025, 46(3): 189-198.

浏览量

下载量

CSCD

文章被引用时，请邮件提醒。

提交

工具集

关联资源

基于IFLO-IP&O混合算法的船舶光伏MPPT控制

飞轮储能辅助火电机组一次调频及其性能评价

P2P交易市场下考虑农机电池的农村集中-分散式储能系统双层优化调控研究

基于PXGBoost-GAE-GMM-GRU多风力机功率预测

基于改进黑洞算法的DFIG控制参数分步辨识方法