张兴：高渗透率分布式发电并网技术研究

中国电工技术学会将于2016年12月23日（周五）在北京铁道大厦举办“2016第三届轨道交通供电系统技术大会”。

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演讲人系合肥工业大学教授、中国电工技术学会电力电子专委会常务理事

（本文根据“2016第五届新能源发电系统技术创新大会”演讲PPT编辑而成）

一、高渗透率分布式电源(DG)并网方案分析

高渗透率电网结构

传统电网与含分布式能源的电网——调频特性对比

机组一次调频特性

《电网运行准则》

调频死区

a、电液型汽轮机调节控制系统的火电机组和燃机死区控制在±0.033Hz 内；

b、机械、液压调节控制系统的火电机组和燃机死区控制在±0.10Hz 内；

c、水电机组死区控制在±0.05Hz 内

响应行为

a、火电机组一次调频响应时间应小于 3s；

b、火电机组参与一次调频的稳定时间应小于1min；

c、额定水头在 50 米及以上的水电机组，其一次调频响应时间应小于 4秒；

d、额定水头在50 米以下的水电机组，其一次调频响应时间应小于 10秒；

e、煤电机组达到 75%目标负荷的时间应不大于 15s，应在 30s 内根据机组响应目标完全响应；

f、燃气机组和水电机组达到 90%目标负荷的时间应不大于 15s，应在 30s 内根据机组响应目标完全响应；

分布式电源(DG)运行分类

并网方案——PQ控制

a、功率外环产生dq轴电流参考；

b、电流内环进行PI控制，实现dq轴电流的无静差控制，使逆变器输出功率按照参考功率恒定输出；

并网方案1——PQ控制

并网方案2——PQ控制+一次调频控制

a、一次调频控制能够根据频率偏差参与系统调频；

b、电流内环进行PI控制，实现dq轴电流的无静差控制，使逆变器输出功率按照参考功率输出；

并网方案2——PQ控制+一次调频控制

并网方案3——PQ控制+一次调频+频率微分控制

a、此控制能够根据频率偏差以及频率微分参与系统调频；

b、电流内环进行PI控制，实现dq轴电流的无静差控制，使逆变器输出功率按照参考功率输出；

并网方案3——PQ控制+一次调频+频率微分控制

并网方案——小结

并网方案4——虚拟同步发电机（VSG）控制

VSG控制分类I——电压源型

电流源VSG控制框图

并网方案——对比分析

并网方案——VSG控制

二、分布式电源(DG)组网频率特性

主从控制——VF控制

对等控制——Droop控制

组网方案——VSG控制

VSG的调频特性——组网运行

VSG的调频特性——并网运行

VSG与Droop的对比分析——功率响应特性

VSG与Droop的对比分析——功率跟踪特性

功率跟踪特性——仿真对比

VSG与Droop的对比分析——调频特性

组网方案——小结

三、具有自适应惯性的虚拟同步机（VSG）技术

VSG的控制结构

VSG/SG的动态功角特性

自适应虚拟惯性的VSG

小结

VSG实验平台1

VSG实验平台2

VSG实验平台3

实验验证

结论