基于超级电容的海上风电柔直送出系统协调惯量支撑策略

大型海上风电场经柔性直流输电系统(offshore wind farms+voltage source converter based HVDC,OWF+VSC-HVDC)接入陆上电网,在传统控制模式下无法直接向陆上电网提供惯量响应.因此,提出了一种面向OWF?VSC-HVDC系统的海上风电机组基于超级电容的协调惯量支撑(supercapacitor-based coordinated inertia support,SCIS)策略.在SCIS策略下,风电机组直流侧附加超级电容,通过改变超级电容电压进行充放电以模拟同步机惯量;VSC-HVDC的陆上电网侧换流站采用直流电压/频率(udc/f)下垂控制,将陆上电网频率通过直流电压变化传达给风场侧换流站,再通过风场侧换流站调节海上电网频率,使其与陆上电网频率耦合.此外,通过小信号稳定性分析对该策略的关键参数进行了优化.最后,在MATLAB/Simulink环境中搭建了OWF?VSC-HVDC系统的仿真模型,分别在负荷变化、风速变化、陆上电网故障3种工况下对SCIS策略进行了验证和评估.结果表明,SCIS可利用风电机组的超级电容进行惯量模拟,并通过VSC-HVDC向陆上电网提供惯量支撑,显著提升陆上电网的频率稳定性.