计及虚拟惯性的风电场接入双机系统暂态稳定性研究

《计及虚拟惯性的风电场接入双机系统暂态稳定性研究》是一篇关于电力系统稳定性的学术论文，主要探讨了在双机系统中引入风电场时，如何通过虚拟惯性控制技术提升系统的暂态稳定性。该研究对于推动可再生能源大规模接入电网具有重要意义。

随着全球能源结构的转型，风力发电作为一种清洁、可再生的能源形式，正被越来越多地应用于电力系统中。然而，风电场的接入会对传统电力系统的稳定性带来挑战，特别是在暂态过程中。这是因为风电机组通常不具备传统同步发电机所具有的惯性特性，这可能导致系统频率波动加剧，影响整体运行的安全性。

为了解决这一问题，研究人员提出了虚拟惯性控制的概念。虚拟惯性控制是一种通过电力电子设备模拟同步发电机惯性特性的方法，能够有效改善风电场接入后的系统动态响应。该论文正是围绕这一技术展开研究，分析其在双机系统中的应用效果。

论文首先介绍了双机系统的模型，包括两台同步发电机和一个负荷节点的结构。随后，详细阐述了虚拟惯性控制的基本原理，即通过调节风电机组的输出功率，使其在系统频率变化时表现出类似同步发电机的惯性行为。这种控制方式可以显著提高系统的频率稳定性，减少因风电波动引起的电压和频率偏移。

在研究方法上，论文采用了仿真分析和数学建模相结合的方式。通过对双机系统的动态方程进行推导，建立了包含虚拟惯性控制的数学模型，并利用MATLAB/Simulink等仿真工具进行了验证。实验结果表明，在引入虚拟惯性控制后，系统的暂态响应得到了明显改善，频率波动范围缩小，恢复时间也有所减少。

此外，论文还对不同工况下的虚拟惯性控制效果进行了比较分析。例如，在风电出力波动较大或负荷突变的情况下，虚拟惯性控制依然能够保持较好的稳定性。这说明该技术具备较强的适应性和鲁棒性，能够在多种运行条件下发挥积极作用。

研究还指出，虚拟惯性控制的参数设置对系统性能有重要影响。论文提出了一种基于优化算法的参数整定方法，通过调整虚拟惯性系数和响应速度，使得系统在不同场景下都能达到最佳的稳定状态。这种方法不仅提高了控制精度，还增强了系统的灵活性。

除了理论分析和仿真验证外，论文还结合实际工程案例进行了讨论。通过对某地区风电场接入双机系统的实际运行数据进行分析，进一步验证了虚拟惯性控制的有效性。结果显示，采用该技术后，系统的暂态稳定性得到了显著提升，为今后风电并网提供了可靠的参考依据。

总体来看，《计及虚拟惯性的风电场接入双机系统暂态稳定性研究》是一篇具有较高学术价值和技术实用性的论文。它不仅深化了对风电接入系统稳定性的理解，也为未来智能电网的发展提供了新的思路和技术支持。随着可再生能源比例的不断提高，这类研究将越来越受到关注，成为电力系统领域的重要课题。