基于调频能力裕度的风电系统频率调节控制策略研究

1. 基于调频能力裕度的风电系统频率调节控制策略研究

2. 论文的主要内容概括

本文针对高比例可再生能源并网导致电力系统频率稳定性下降的问题，从风电机组（WTG）和多风电场站集群（Multi-Wind Farms）两个维度，围绕风电系统一次频率调节控制策略展开研究。论文首先建立了含频率调节能力的风电系统数学模型，并基于虚拟同步发电机（VSG）控制进行了仿真验证。在WTG层面，提出了一种考虑一次调频死区及转子转速、变流器容量物理约束边界的频率调节参数优化方法。在多风电场站层面，提出了一种基于等比例调频裕度因子的功率分配方法及基于调频动能的参数分区设置策略，实现了集群系统的频率协调控制。仿真结果表明，所提策略能有效利用风电系统调频能力裕度，提升系统频率稳定性。

3. 论文核心思想复现代码及解释

由于原论文涉及复杂的电力系统建模、控制算法和大量仿真，以下将使用Python，通过一个高度简化的仿真模型，来演示和解释论文第三章（风电机组频率调节控制）的核心思想和关键方程。

核心思想演示目标：

1. 模拟一个包含同步发电机（SG）和风电机组（WTG）的简化系统。
2. 施加一个负荷突增扰动。
3. 实现基于VSG控制的WTG频率响应模型（公式2.18， 3.7）。
4. 比较不同虚拟阻尼系数（D_vsg）下，系统的频率响应、WTG转子转速和输出功率的变化，直观展