張紅穎，陳 寧，劉 剛，曲立楠，賈一超，王媛媛

(1.中國電力科學(xué)研究院有限公司，江蘇 南京 210037；2.國網(wǎng)寧夏電力有限公司 調(diào)度控制中心，寧夏 銀川 750000；3.中國人民解放軍95596部隊，陜西 西安 710300)

0 引 言

我國西北地區(qū)憑借豐富的光照和風(fēng)力資源，積極響應(yīng)“雙碳”政策，新能源占比逐年遞增，實現(xiàn)了綠色低碳能源轉(zhuǎn)型[1]。大規(guī)模新能源基地主要建在距離負(fù)荷中心較遠(yuǎn)的偏僻地區(qū)，電網(wǎng)同步支撐能力弱，呈現(xiàn)典型的“大機小網(wǎng)”特征[2]。隨著特高壓交直流輸電技術(shù)日益成熟，輸電網(wǎng)絡(luò)將清潔能源送往高負(fù)荷地區(qū)，交直流聯(lián)絡(luò)工程基本解決了大規(guī)模新能源基地電力外送的問題[3]。大規(guī)模新能源外送場景下，系統(tǒng)穩(wěn)定性受新能源運行特性影響顯著，如何提高電網(wǎng)穩(wěn)定性，滿足新能源大規(guī)模外送需求成為新能源領(lǐng)域的研究熱點。

新能源發(fā)電具有隨機波動性、間歇性、響應(yīng)速度快等特點，與常規(guī)電源控制存在本質(zhì)差別[4]，大規(guī)模新能源接入電網(wǎng)后，電網(wǎng)支撐強度變?nèi)?，電壓、頻率、功角等特性改變。研究表明，弱電網(wǎng)與大規(guī)模新能源并網(wǎng)特性交互影響，增加了電網(wǎng)安全穩(wěn)定分析的復(fù)雜性，大擾動故障下的電壓、頻率問題已成為制約大規(guī)模新能源集群接入電網(wǎng)的關(guān)鍵因素[5-7]。

針對大規(guī)模新能源接入電網(wǎng)時系統(tǒng)頻率的穩(wěn)定性問題，文獻(xiàn)[8]提出電力系統(tǒng)慣量安全域概念，量化分析高占比新能源對系統(tǒng)慣量安全裕度的負(fù)面影響。文獻(xiàn)[9]通過調(diào)整風(fēng)電虛擬慣量控制和一次調(diào)頻控制增益，可明顯提高電網(wǎng)風(fēng)電穿透功率極限。目前，專家學(xué)者的研究聚焦于慣量控制以及一次調(diào)頻控制策略方面，解決發(fā)生功率擾動時頻率穩(wěn)定問題，鮮少涉及頻率與電壓擾動同時發(fā)生的場景。

針對大規(guī)模新能源接入電網(wǎng)的電壓穩(wěn)定問題，新能源如何實現(xiàn)和優(yōu)化故障穿越控制策略[10-11]，提升故障期間無功支撐能力[12-13]，優(yōu)化電壓保護控制策略[14]是保障新能源不脫網(wǎng)，維持穩(wěn)定運行的關(guān)鍵。文獻(xiàn)[15]分析了光伏逆變器在低電壓穿越過程中的特性，提出通用化參數(shù)測試方法，辨識低穿控制環(huán)節(jié)的主導(dǎo)參數(shù)，為參數(shù)優(yōu)化奠定了基礎(chǔ)。文獻(xiàn)[16]闡述了新能源高占比電網(wǎng)中電壓、頻率的交互程度更加突出，為提升新能源與電網(wǎng)適應(yīng)性，針對低電壓穿越控制響應(yīng)提出技術(shù)需求。文獻(xiàn)[17]詳細(xì)探討了風(fēng)電低穿控制對電網(wǎng)頻率的影響，從減少風(fēng)電機組有功缺額，增強電網(wǎng)慣量等角度提出相應(yīng)措施。然而，關(guān)于電壓、頻率連鎖穩(wěn)定問題的研究相對較少，新能源低電壓穿越期間參數(shù)優(yōu)化的相關(guān)研究尚不充分。

發(fā)生嚴(yán)重故障擾動時，高比例光伏接入電網(wǎng)的電壓和頻率存在關(guān)聯(lián)影響。本文針對上述問題，首先以水電機組調(diào)速器模型為基礎(chǔ)，考慮新能源低穿有功輸出的影響，建立頻率響應(yīng)模型，分析得出暫態(tài)頻率偏差受新能源機組有功輸出影響，并提取低穿有功關(guān)鍵參數(shù)。然后，提出頻率穩(wěn)定與關(guān)鍵參數(shù)的歸一化靈敏度指標(biāo)，繪制靈敏度曲線，得到正送方式下的參數(shù)優(yōu)化初步結(jié)論。綜合互聯(lián)電網(wǎng)正送和外送典型運行場景，以系統(tǒng)頻率偏差和最小為目標(biāo)函數(shù)，提出基于參數(shù)靈敏度考慮運行場景的光伏有功參數(shù)優(yōu)化方法。最后，通過算例分析驗證參數(shù)適應(yīng)性，證明了本文提出的光伏模型參數(shù)優(yōu)化策略在提高互聯(lián)電網(wǎng)的頻率穩(wěn)定性方面發(fā)揮積極作用。

1 高比例光伏接入電網(wǎng)的穩(wěn)定性問題

根據(jù)某省級電網(wǎng)架構(gòu)，在電力系統(tǒng)分析綜合程序中搭建如圖1所示算例電網(wǎng)模型。

圖 1 算例電網(wǎng)網(wǎng)架結(jié)構(gòu)

圖1中，交流通道左側(cè)為高比例光伏接入電網(wǎng)，以環(huán)網(wǎng)結(jié)構(gòu)運行，主要電源是光伏發(fā)電和水力發(fā)電，3臺水電機組分散接入，新能源以光伏發(fā)電為主，主要集中在節(jié)點DL、NQ、QG、SN，當(dāng)?shù)刎?fù)荷量少，集中在LSA節(jié)點。高比例光伏接入電網(wǎng)通過雙回線路與右側(cè)外部電網(wǎng)相聯(lián)，1號直流通道從XZ至LSA節(jié)點輸送功率60 MW。

交流通道發(fā)生N-2故障造成輸送功率回流，電網(wǎng)功率不平衡較為嚴(yán)重，是校核交流通道輸送能力的主要故障類型，也是制約光伏發(fā)展的重要因素。

豐水期，新能源大發(fā)時，水電機組與光伏出力高，大部分電力通過交流通道外送至右側(cè)電網(wǎng)供電，稱為外送方式。交流通道輸送功率最大限值不僅受線路熱穩(wěn)定約束，還受交流通道發(fā)生N-2故障的動態(tài)穩(wěn)定約束。

枯水期，水電機組出力大幅降低，光伏發(fā)電占比提升，當(dāng)電力不足時，需要從右側(cè)電網(wǎng)受電，稱交流通道功率由外部電網(wǎng)流入為正送方式。交流通道功率一般滿足熱穩(wěn)定約束，但仍受交流通道發(fā)生N-2故障的動態(tài)穩(wěn)定約束。

以正送方式為例分析交流通道故障造成的穩(wěn)定性問題。圖1中水電小開機，光伏總功率600 MW，交流通道受電功率5 MW，遠(yuǎn)低于交流通道的熱穩(wěn)定約束限值。仿真分析節(jié)點BM至節(jié)點ZG的交流通道發(fā)生N-2故障，母線電壓、頻率偏差曲線如圖2所示。

(a) 故障點母線電壓曲線

故障點母線電壓降低，光伏電站機端電壓也隨之降低，逆變器進(jìn)入低電壓穿越控制。從圖2可以看出，母線低電壓持續(xù)時間約1 s，故障后1.5 s系統(tǒng)頻率低于電網(wǎng)安全穩(wěn)定運行要求的48 Hz，低壓低頻問題突出。

上述低壓低頻問題的主要原因體現(xiàn)在2個方面，一方面，故障后光伏機端電壓降低明顯，逆變器進(jìn)入低電壓穿越控制，限制有功功率輸出，加重了系統(tǒng)功率缺額；另一方面，故障后電網(wǎng)由互聯(lián)方式變成孤網(wǎng)方式，電網(wǎng)強度變?nèi)?，系統(tǒng)慣量降低，加劇了電網(wǎng)頻率穩(wěn)定問題。

2 光伏逆變器故障穿越控制

光伏逆變器在低電壓穿越期間提供無功支撐，并限制輸出有功功率[18-21]，是低穿期間出現(xiàn)電網(wǎng)功率缺額的重要原因。光伏逆變器低電壓穿越控制主要結(jié)構(gòu)包括故障穿越期間有功電流控制模塊，無功電控制模塊，恢復(fù)期間有功電流恢復(fù)控制模塊，限幅模塊。

光伏逆變器在電壓穿越期間有功電流Ip可表示為

(1)

式中：U為并網(wǎng)點母線電壓；UL、UH為進(jìn)入電壓穿越控制的低穿限值、高穿限值；Ip_cmd為有功控制輸出指令；Kp_LV為低電壓穿越期間有功電流系數(shù)；Ip0為有功電流初始值；Ip_HV為高電壓穿越期間有功電流值。

光伏逆變器在電壓穿越期間無功電流Iq可表示為

(2)

式中：Iq_cmd為無功控制輸出指令；Kq_LV為低電壓穿越期間無功電流支撐系數(shù)；Kq_HV為高電壓穿越期間無功電流支撐系數(shù)。

當(dāng)故障穿越結(jié)束后，有功電流以故障期間有功電流值為起點，按照有功電流恢復(fù)斜率逐漸恢復(fù)至故障發(fā)生前的初始值Ip0，而無功電流直接恢復(fù)至故障前的初始值。

根據(jù)式(1)、(2)可知，光伏逆變器進(jìn)入低電壓穿越期間，電壓降低，有功電流受限，有功功率一般會低于故障前的初始值，大規(guī)模新能源有功缺額，將造成暫態(tài)頻率穩(wěn)定性問題。

3 光伏低電壓穿越模型參數(shù)優(yōu)化

加強新能源機組的主動支撐能力，優(yōu)化低電壓穿越期間的控制參數(shù)是提高大規(guī)模光伏接入電網(wǎng)穩(wěn)定性的重要途徑。

3.1 對頻率響應(yīng)的影響

圖 3 考慮水電與光伏的頻率響應(yīng)模型

圖3所示模型結(jié)合水電機組與新能源運行特性，表示功率擾動與頻率偏差s域傳遞函數(shù)關(guān)系。通過推導(dǎo)功率擾動情況下系統(tǒng)頻率的數(shù)學(xué)表達(dá)式，提取影響系統(tǒng)頻率偏差的關(guān)鍵參數(shù)。

當(dāng)系統(tǒng)功率擾動ΔP時，不考慮光伏逆變器輸出功率變化量ΔPpv的影響，則圖3所示的頻率響應(yīng)模型的數(shù)學(xué)表達(dá)為

(Ms+D)ΔF(s)

(3)

式中：ΔF(s)為系統(tǒng)頻率偏差；ΔP為功率擾動；d為水電調(diào)速器的調(diào)頻死區(qū)；TW為水電調(diào)速器控制參數(shù)；M為系統(tǒng)慣量；D為系統(tǒng)阻尼。

若發(fā)生功率擾動后，光伏逆變器進(jìn)入低電壓穿越控制，則需要考慮低電壓穿越期間光伏逆變器有功響應(yīng)ΔPpv的影響。式(4)表示故障期間所有光伏逆變器有功功率變化量，故障穿越結(jié)束后，有功電流按有功電流恢復(fù)速率R恢復(fù)至0，ΔPpv也隨之恢復(fù)至0。

(4)

此時功率擾動ΔP*為系統(tǒng)功率擾動ΔP與光伏輸出功率擾動ΔPpv之和：

ΔP*(s)=ΔP(s)+ΔPpv

(5)

故頻率響應(yīng)模型的數(shù)學(xué)表達(dá)式為

(Ms+D)ΔF(s)

預(yù)應(yīng)力混凝土結(jié)構(gòu)，是在結(jié)構(gòu)承受荷載之前，預(yù)先對其施加壓力，使其在外荷載作用時的受壓區(qū)產(chǎn)生拉應(yīng)力，用以抵消或減小外荷載產(chǎn)生的壓應(yīng)力，因此，橋梁梁部采用預(yù)應(yīng)力混凝土結(jié)構(gòu)，可以提高梁部的承載力，從而大大增強整個工程項目結(jié)構(gòu)的穩(wěn)定性。

(6)

根據(jù)式(6)可得電網(wǎng)頻率偏差的s域表達(dá)式為

(7)

頻率變化率最大時刻出現(xiàn)在故障初始時刻，此時，頻率偏差未達(dá)到死區(qū)，調(diào)速器未動作，因此，最大頻率變化率由系統(tǒng)慣量和功率擾動決定。

當(dāng)功率擾動信號為階躍信號時，且功率振動階躍量為Δp,t→∞，系統(tǒng)穩(wěn)態(tài)頻率偏差表示為

(8)

將式(7)轉(zhuǎn)變?yōu)闀r域，得到頻率響應(yīng)函數(shù)應(yīng)包括穩(wěn)態(tài)分量和周期性指數(shù)衰減分量，簡化表示為

Kmexp(-ξωnt)sin(ωmt+θ)

(9)

式中：Km、ωm、θ為周期性指數(shù)衰減分量的系數(shù)、角頻率、相位，與慣量控制、調(diào)速器控制參數(shù)相關(guān)。

當(dāng)頻率偏差率為0，此時系統(tǒng)頻率偏差值最大，記該時刻t=Tf,max。

(10)

將Tf,max帶入到式(9)中，得到系統(tǒng)頻率偏差最大值為

sin(ωmTf,max+θ)

(11)

由式(9)和式(11)可知，暫態(tài)頻率偏差與功率擾動、光伏有功輸出緊密相關(guān)。Δfmax的常數(shù)項為(Δp+ΔPpv)/(1+D)，與故障期間新能源機組有功變化量ΔPpv呈正相關(guān)。ΔPpv由機端電壓和有功電流決定，結(jié)合式(4)，當(dāng)機端電壓跌落越深，有功電流系數(shù)Kp_LV越小，有功電流恢復(fù)速率越慢，功率限額Imax、Pmax越小時，ΔPpv越大，恢復(fù)時間越長，即新能源低電壓穿越控制有功缺額越嚴(yán)重，系統(tǒng)頻率變化率及系統(tǒng)頻率偏差越大，將惡化系統(tǒng)暫態(tài)頻率穩(wěn)定性。

3.2 參數(shù)靈敏度分析

交流通道發(fā)生N-2故障屬于主干網(wǎng)架故障，低電壓問題突出，根據(jù)上述分析可知，受光伏低穿控制影響，交流互聯(lián)電網(wǎng)功率缺額明顯，頻率穩(wěn)定問題突出。因此，本文采用以水電和光伏為主力電源的交流互聯(lián)電網(wǎng)發(fā)生交流通道發(fā)生N-2故障為應(yīng)用場景，研究大規(guī)模新能源接入電網(wǎng)的參數(shù)優(yōu)化方法。

由3.1節(jié)的理論分析結(jié)果可知，影響系統(tǒng)頻率穩(wěn)定的光伏低穿控制關(guān)鍵參數(shù)包括低穿期間有功相關(guān)參數(shù)，包括低穿有功電流系數(shù)、故障恢復(fù)期間有功恢復(fù)速率、電流限幅最大值、有功功率限幅最大值，上述待優(yōu)化關(guān)鍵參數(shù)本文用符號Kp_LV、D、Imax、Pmax表示。

首先，依據(jù)關(guān)鍵參數(shù)設(shè)定范圍要求，設(shè)置如表1所示的4類模型參數(shù)差異的場景，每類場景中包括多組光伏模型低穿有功相關(guān)參數(shù)組合(除表1中關(guān)鍵參數(shù)外，其余參數(shù)采用典型值)，分析光伏模型關(guān)鍵參數(shù)對暫態(tài)最低頻率的影響。

表 1 光伏模型參數(shù)靈敏度計算場景設(shè)置

基于關(guān)鍵參數(shù)對最低暫態(tài)頻率的靈敏度分析，建立歸一化靈敏度指標(biāo)。定義歸一化參數(shù)靈敏度Sxi為當(dāng)控制參數(shù)發(fā)生變化時系統(tǒng)暫態(tài)頻率最值的變化程度，可表示為

flim(x1,…,xi,…,xm))/Δxi|×

(12)

式中：xi為光伏模型待優(yōu)化的關(guān)鍵參數(shù)；i∈[1,m],flim(x1,…,xi,…,xm)為在一組關(guān)鍵參數(shù)控制下的系統(tǒng)暫態(tài)最低/高頻率值；xi,max和xi,min為參數(shù)xi的合理閾值范圍的最大、最小取值；fB為系統(tǒng)頻率基準(zhǔn)值50 Hz。

為直觀表征控制參數(shù)對系統(tǒng)頻率穩(wěn)定性的影響，根據(jù)表1所示計算場景，繪制如圖4所示參數(shù)靈敏度曲線，坐標(biāo)范圍進(jìn)行歸一化處理，即橫坐標(biāo)范圍為參數(shù)的取值區(qū)間，采用標(biāo)幺值表示，縱坐標(biāo)范圍為44～50 Hz。

圖4中，光伏模型參數(shù)靈敏度曲線呈非線性，歸一化參數(shù)靈敏度指標(biāo)用曲線斜率的標(biāo)幺值表示，斜率的絕對值越大，對應(yīng)參數(shù)的靈敏度越高。隨著參數(shù)取值不斷提高，光伏模型參數(shù)靈敏度逐漸降低，其中，參數(shù)Kp_LV靈敏度最高；參數(shù)Imax、Pmax提高至1.0以上后，參數(shù)靈敏度幾乎為0。

(a) 低穿有功電流系數(shù)靈敏度

總結(jié)光伏逆變器故障穿越期間有功相關(guān)參數(shù)靈敏度與系統(tǒng)頻率穩(wěn)定性的關(guān)系可得：

1)Kp_LV、R對系統(tǒng)頻率的影響較為靈敏，并隨著Kp_LV、R不斷增大，系統(tǒng)暫態(tài)頻率穩(wěn)定性越好，其靈敏度逐漸降低，對系統(tǒng)暫態(tài)頻率偏差的影響也越小；

2)Imax、Pmax在取值范圍內(nèi)，暫態(tài)最低頻率波動幅度不大，當(dāng)Imax、Pmax大于1.0時，靈敏度較低。

針對算例電網(wǎng)正送運行場景下的低壓低頻問題，結(jié)合上述參數(shù)靈敏度分析，本文以靈敏度指標(biāo)不低于3為原則篩選光伏模型優(yōu)化參數(shù)，得到初步優(yōu)化參數(shù)組，Kp_LV=0.7、R=3.0、Imax=1.1、Pmax=1.1、Kq_LV=1.5。

3.3 考慮多運行場景的參數(shù)優(yōu)化方法

交流通道輸電功率方向不同，故障情況下的運行特性有明顯差異，例如當(dāng)發(fā)生交流通道故障時，受電網(wǎng)功率不平衡的影響，在正送方式下電網(wǎng)存在低壓低頻問題，而在外送方式下電網(wǎng)存在低壓高頻問題[22-24]。如何兼顧多種運行場景的穩(wěn)定性要求，提出適應(yīng)性更強的優(yōu)化參數(shù)是本文解決的重要技術(shù)難題。

針對圖1所示交流互聯(lián)電網(wǎng)算例，考慮正送方式與外送方式2種典型場景，以3.2節(jié)歸一化靈敏度指標(biāo)為基礎(chǔ)，提出考慮多運行場景的參數(shù)優(yōu)化方法。

1) 篩選光伏大發(fā)的典型運行場景，本文考慮光伏大發(fā)時，交流通道為正送、外送2種運行場景。

當(dāng)光伏發(fā)電規(guī)模足夠大，其控制參數(shù)對電網(wǎng)頻率穩(wěn)定性的影響更為凸顯[25-26]，而在光伏小發(fā)時電網(wǎng)的頻率穩(wěn)定性問題主要受常規(guī)機組控制以及直流控制等影響，因此，本文只需考慮光伏大發(fā)的運行場景。

2) 在正送和外送運行場景下分別開展光伏逆變器歸一化參數(shù)靈敏度計算，繪制靈敏度曲線，并得出正送和外送運行場景下的2組參數(shù)優(yōu)化初步結(jié)論，同3.2節(jié)。

3) 以滿足電網(wǎng)頻率穩(wěn)定運行要求為原則，結(jié)合參數(shù)優(yōu)化初步結(jié)論，確定正送和外送運行場景下的光伏逆變器參數(shù)優(yōu)化范圍，要求歸一化參數(shù)靈敏度曲線斜率不低于0.1。

4) 將第3)步得到的不同運行場景下的參數(shù)優(yōu)化范圍取交集，定為考慮多運行場景的最優(yōu)參數(shù)范圍，將取值范圍內(nèi)數(shù)值劃分為5等份，然后多個參數(shù)進(jìn)行排列組合，針對每組參數(shù)組合，在歸一化靈敏度曲線中尋找其對應(yīng)縱坐標(biāo)，即頻率偏差值。以在典型運行場景下的頻率偏差和最小為目標(biāo)函數(shù)，如式(13)所示：

(13)

以式(14)為電網(wǎng)穩(wěn)定要求的約束條件：

(14)

式中：gback(x1,x2,x3,x4)、hout(x1,x2,x3,x4)分別表示正送、外送方式下待優(yōu)化參數(shù)x1～x4在交流通道發(fā)生N-2故障條件下的頻率最低/高值；gmin、gmax、hmin、hmax分別表示頻率穩(wěn)定要求的限值。

5) 采用CPLEX軟件進(jìn)行優(yōu)化模型求解。一般情況下，在參數(shù)調(diào)節(jié)范圍內(nèi)，優(yōu)化參數(shù)取值越趨于邊界值，對控制器的技術(shù)要求越高，改造難度越高，可控性越弱。因此，在實際電網(wǎng)應(yīng)用時，優(yōu)化參數(shù)的選取不僅要考慮對頻率穩(wěn)定性的提升效果，還需綜合安全、技術(shù)、成本等要求，避免參數(shù)優(yōu)化指標(biāo)邊界化。

根據(jù)上述參數(shù)優(yōu)化流程，提出算例電網(wǎng)模型中光伏逆變器故障穿越控制有功優(yōu)化參數(shù)為Kp_LV=0.6、R=3.0、Imax=1.1、Pmax=1.1、Kq_LV=1.5。

4 模型參數(shù)優(yōu)化適應(yīng)性分析

為校核上述參數(shù)優(yōu)化方法的有效性和適應(yīng)性，在正送、外送2種運行場景下比較參數(shù)優(yōu)化前后系統(tǒng)頻率穩(wěn)定性提升效果。

4.1 正送方式

算例電網(wǎng)為正送方式，運行邊界同第1節(jié)，當(dāng)發(fā)生交流通道發(fā)生N-2故障后低壓低頻問題突出，通過光伏參數(shù)優(yōu)化，系統(tǒng)暫態(tài)頻率明顯提升，如圖5所示。

圖 5 正送方式下光伏模型參數(shù)優(yōu)化效果

其中，光伏模型優(yōu)化前參數(shù)為Kp_LV=0.2、R=0.5、Imax=1.1、Pmax=1.1、Kq_LV=1.5，優(yōu)化后參數(shù)為3.3節(jié)獲得優(yōu)化參數(shù)。

圖5中，當(dāng)光伏模型采用優(yōu)化前參數(shù)時，故障發(fā)生后1 s系統(tǒng)頻率達(dá)到最低值48 Hz；當(dāng)光伏模型采用優(yōu)化后參數(shù)時，在故障0.5 s后系統(tǒng)頻率達(dá)到最低值49.5 Hz，系統(tǒng)最低頻率提高了1.5 Hz。因此，本文提出的參數(shù)優(yōu)化方法可以滿足正送方式下穩(wěn)定性要求，光伏模型優(yōu)化參數(shù)具有良好的適應(yīng)性。

4.2 外送方式

算例電網(wǎng)為外送方式，交流通道外送功率為300 MW，電力流向為從節(jié)點BM輸送至節(jié)點ZG。當(dāng)交流通道發(fā)生N-2故障后，外送功率由300 MW降為零，左側(cè)電網(wǎng)有功功率富余，高頻問題突出，如圖6所示。

圖 6 外送方式下暫態(tài)頻率曲線對比

比較3.2節(jié)在正送方式下得到的光伏模型初步優(yōu)化參數(shù)，與3.3節(jié)得到的綜合光伏模型優(yōu)化參數(shù)，對外送方式下高頻穩(wěn)定問題的適應(yīng)性差異。

圖6中，正送方式的初步優(yōu)化參數(shù)，即Kp_LV=0.7、R=3.0、Imax=1.1、Pmax=1.1、Kq_LV=1.5；最終優(yōu)化參數(shù)為綜合考慮多運行場景的參數(shù)優(yōu)化方法的優(yōu)化求解參數(shù)，即Kp_LV=0.6、R=3.0、Imax=1.1、Pmax=1.1、Kq_LV=1.5。

當(dāng)光伏模型采用正送方式的初步優(yōu)化參數(shù)，暫態(tài)頻率最高達(dá)到50.6 Hz；當(dāng)光伏模型采用綜合運行場景的優(yōu)化參數(shù)，暫態(tài)頻率最高達(dá)到50.4 Hz，相差0.2 Hz。在2組優(yōu)化參數(shù)下均未達(dá)到電網(wǎng)高頻失穩(wěn)極限52 Hz，而最終優(yōu)化參數(shù)更有利于頻率穩(wěn)定，具有更強的適應(yīng)性。

綜上仿真分析驗證，本文提出的考慮多運行場景參數(shù)優(yōu)化方法對正送和外送運行方式的頻率穩(wěn)定具有更強的適應(yīng)性。

5 結(jié) 論

1) 基于水電機組通用調(diào)速器模型，建立考慮新能源低穿的系統(tǒng)頻率響應(yīng)模型，受低穿控制有功關(guān)鍵參數(shù)的影響，光伏機組有功缺額程度不同，將直接影響系統(tǒng)頻率穩(wěn)定性。

2) 基于光伏關(guān)鍵參數(shù)的歸一化靈敏度指標(biāo)，以典型運行場景下的頻率偏差和最小為目標(biāo)函數(shù)，提出考慮多運行場景的參數(shù)優(yōu)化方法，設(shè)計優(yōu)化計算流程。

3) 算例電網(wǎng)中光伏低電壓穿越模型最終的優(yōu)化參數(shù)為Kp_LV=0.6、R=3.0、Imax=1.1、Pmax=1.1、Kq_LV=1.5。正送方式下暫態(tài)最低頻率提高了1.5 Hz，外送方式下暫態(tài)最高頻率降低了0.2 Hz，有利于提升頻率穩(wěn)定，具有良好的適應(yīng)性。