频率变化率

风电机组参与调频可提高风电并网系统的频率稳定性，但现有下垂控制难以兼顾频率响应特性和风机自身运行状态。为此，文中提出一种计及频率变化率（rate of change of frequency，ROCOF）与转子动能的自适应下垂控制策略，充分利用转子动能参与调频，确保风机稳定运行。首先，根据系统频率情况，将ROCOF划分区间，通过分段函数构建下垂系数与ROCOF的耦合函数，确保风电机组在扰动初期释放更多能量，提高风机对频率的支撑能力，减缓频率跌落速度。然后，引入转速影响因子，根据风机自身运行状态调整下垂系数，防止风机转子失速，避免频率二次跌落。最后，在MATLAB/Simulink平台上搭建风火联合系统仿真模型验证了所提控制策略有效性。仿真结果表明所提策略在保证风机转速稳定的同时，能有效利用风机转子动能改善系统频率响应特性。

新能源渗透率的提高增加了电网频率控制的复杂度，储能辅助电网调频能在一定程度上缓解该问题，但受储能运行的安全性与经济性约束，要求调频措施更具针对性。文中对此展开研究，提出一种基于频率响应特性的储能辅助电网一次调频方法。首先，在储能辅助电网调频模型基础上，选择惯性加下垂的储能辅助电网调频综合控制方法，通过电网频率变化率(rate of change of frequency，RoCoF)、频率偏差与调频需求的关联性分析，设计基于频率响应特性的调频需求分区规则；然后，根据不同调频需求对应的分区判断，对储能有功输出方式进行动态调整，以响应调频需求的不确定性，并在此基础上，针对调频需求与储能出力需求、储能出力强弱与其循环使用寿命间的矛盾关系，通过多目标优化问题的设计与求解来予以平衡；最后，仿真结果验证了所提方法能够在保证电网调频效果的基础上，有效降低储能充放电深度。

随着新能源和电力电子设备的渗透率不断提高，引起新型电力系统惯量不足和稳定性下降等问题。以光储一体机并网系统为例，提出一种基于虚拟同步机(virtual synchronous generator, VSG)的模型预测双环协同优化控制(model prediction double-loop co-optimisation, MPDC)策略。在功率外环方面，根据同步发电机转子频率特性，采用模型预测控制对不同阶段的VSG参考功率进行修正。在内环方面，选取有限集三矢量模型预测电流控制(finite control set-three vector-model predictive current control, FCS-TV-MPCC)实现准确跟踪外环输出参考电压。仿真与实验结果表明，所提控制策略能提高频率跟踪精度，且与传统控制方法相比，在负载发生突变情况下可减小系统频率超调，同时降低频率变化率，从而改善有功调频特性。

针对电力系统中虚拟惯量替代转动惯量后的最优分配问题，提出一种基于灰狼优化算法的虚拟惯量分配方法。首先，确定高比例新能源电力系统对惯量的需求；其次，综合考虑频率稳定性以及虚拟惯量投资成本等因素，以临界惯量、频率变化率、最大频差作为约束条件，以频率安全指标最小化与投资成本最低为目标构建虚拟惯量优化分配模型，并采用灰狼优化算法求解；最后，以修改后的WSCC 9节点系统与IEEE 39节点系统为例进行仿真分析，结果验证了所提方法的有效性与普适性。

云南电网异步运行后，转动惯量下降，本地负荷阻尼水平下降，水电比例大、火电比例小，频率变化对负荷扰动非常敏感。此外，直流输送容量大，直流闭锁等大扰动下频率稳定问题突出。为避免 AGC 控制引起的频率振荡，频率偏差系数 B 需大幅减小以满足 AGC 的小干扰稳定性要求，由此导致现有 AGC 控制策略在大扰动情况下调节指令偏保守，甚至 TBC 控制区出现反调等情况，大扰动下系统频率恢复缓慢。研究制定适用于云南电网的紧急 AGC 协调控制策略，在保持频率稳定性的基础上实现大扰动后频率快速恢复的调节需求，具有重大现实意义。 本专利基于最短恢复时间合理安排 AGC 机组参与调频，解决大扰动下系统频率快速恢复的难题。主要创新点：1）通过测量扰动瞬间系统频率变化率以及总惯性时间常数计算系统的功率缺额。2）提出最短恢复时间的 AGC 优化调用模型，以系统中 AGC 机组达到指定出力的指令时间最小为目标函数，并综合考虑线路过载、机组发电机出力上限和下限的约束。本专利提出的方法既有严格的理论基础，又结合实际系统情况，对我国大电网的大扰动下频率快速恢复有重要意义。

电力同步相量测量装置使用以太网接入5GTUE终端，将所测的电压电流基波正序相量、三相电压基波相量、三相电流基波相量、频率、频率变化率、开关状态信号、幅值、发电机功角等数据实时、快速传输到WAMS主站系统，同时利用5G网络的精准授时功能为测量装置提供高精度的时钟同步信息。