低惯量电力系统：频率稳定挑战与控制策略

"低惯量电力系统频率稳定分析与控制研究综述及展望" 本文详细探讨了低惯量电力系统在大容量直流和高比例新能源接入背景下的频率稳定问题。随着风能、太阳能等可再生能源的快速发展，电力系统的惯量显著降低，导致系统动态响应变快，频率稳定面临严峻挑战。低惯量电力系统的特征是惯量支撑不足，出力波动大，频率调节能力和系统阻尼减弱，这些都可能导致频率波动加剧，影响电网的安全稳定运行。 文章首先分析了低惯量运行状态的主要原因，包括新能源的随机性和间歇性，以及高压直流输电系统的广泛应用。新能源的接入使得系统中的旋转机械减少，从而降低了系统整体惯量。同时，直流输电技术的发展使得区域电网间的互联增强，但同时也可能加剧频率波动，因为直流输电不具备提供惯量支持的能力。 接下来，作者概述了频率稳定分析的多种方法，包括时域仿真、数学解析和数据驱动的方法。这些方法有助于理解系统动态行为，预测频率稳定性能，并为控制策略设计提供依据。时域仿真能够模拟实际运行条件下的系统反应；数学解析则通过建立精确的数学模型来分析系统动态特性；数据驱动的方法则依赖于大量实际运行数据，以发现隐藏的模式和规律。 在控制措施方面，文章强调了多类型有功资源（如传统发电机、储能装置、负荷侧响应等）的调频能力挖掘和多道防线的协调配合。通过优化调度和控制策略，可以提高系统的频率调节能力，增强系统的阻尼特性，从而改善频率稳定状况。 最后，对未来的研究方向进行了展望，包括更深入的系统建模、新型控制策略的开发、智能调度算法的研究，以及考虑更多不确定因素的实时频率控制等。这些研究将有助于进一步提升低惯量电力系统的频率稳定性和整体稳定性，以适应新能源大规模接入和高压直流输电技术的快速发展。 关键词：低惯量电力系统；惯性；频率稳定；频率控制；稳定性；新能源；高压直流输电 中图分类号：TM712 文献标志码：A DOI：10.16081/j.epae.202009043