【摘 要】
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工业文明的蓬勃发展使得对能源的需求愈益增长，以化石能源为代表的传统能源日渐枯竭，化石能源的大量使用也使得生态环境不断恶化，可再生能源是人类能源可持续发展的迫切选择。风
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工业文明的蓬勃发展使得对能源的需求愈益增长，以化石能源为代表的传统能源日渐枯竭，化石能源的大量使用也使得生态环境不断恶化，可再生能源是人类能源可持续发展的迫切选择。风力发电作为开发较早的新能源，尤其在近二十年获得爆发式增长。随着风电渗透率的逐年提升，风电功率的波动对系统频率的影响也逐渐增大。 为减小大规模风电并网对电力系统频率稳定性的影响，提高电网对风电渗透率的容许上限，本文通过构建基于DIgSILENT/PowerFactory的风电并网模型，深入研究了高渗透率风电对系统频率的影响，通过在风电机组中引入频率响应模块，挖掘风电参与系统一次调频的能力，改善高渗透率风电系统的频率响应。 在恒风速风电并网模型中，针对负荷突增等频率快速跌落事故，仿真验证了采用经典综合惯性控制的风电一次调频能够有效抑制系统频率的跌落速率，并在短期内对系统频率起到了明显的支撑作用。但本文还发现采用经典综合惯性控制的风电一次调频控制比风电不参与系统一次调频时的频率跌落最低点更深，通过剖析风电机组和常规机组的一次调频响应过程，并从多个时间阶段的数据分别对传统机组和风电机组一次调频过程中有功出力进行仿真分析，解释了风电一次调频对系统频率短时间内的支撑作用和抑制系统频率跌落速率的现象，找出了算例中风电参与一次调频比风电不参与一次调频时系统频率跌落最低点更深的内在原因，并创新性的提出了一种基于时序的综合惯性一次调频控制策略，仿真验证了该策略的有效性，并改善了系统频率跌落更深的情况。为验证综合惯性一次调频控制在实际风况下对系统频率响应的贡献，构建湍流风速并网模型，通过仿真验证了综合惯性风电一次调频控制策略在系统频率波动方面取得了很好的控制效果，同时也验证了风力机超速减载状态下参与系统一次调频对系统频率波动的抑制效果更优。从系统频率容许的角度出发，大量仿真结果表明了采用综合惯性控制的风电一次调频能够有效的提升系统对风电并网渗透率的容许上限。
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