考虑同步与频率安全约束的 DERs 辅助黑启动与负荷恢复框架
系统与控制
2024-11-12 v1 系统与控制
摘要
极端天气事件导致配电系统 (distribution system, DS) 持续断电, 因此需要 novel 方法进行黑启动和系统恢复. 现有的黑启动解决方案利用黑启动单元建立多个微网, 按顺序 energize 非黑启动单元, 并恢复负荷. 然而, 这些方法常常导致孤立的微网. 在 DERs 辅助黑启动中, 由于常用黑启动单元 (如基于储能电池的网格形成逆变器, BES-based grid-forming inverters, GFMIs) 的有限能源容量, 这些微网的连续运行是不可确定的. 为解决此问题, 本文提出了一个综合的黑启动和恢复框架, 纳入微网与整个 DS 至发电网 (transmission grid, TG) 的同步性. 为支持同步性, 我们利用基于虚拟同步发生器的控制方法, 仅通过初始/最终准稳态点来估计 GFMIs 的频率响应. 随后, 开发了用于建模同步开关的同步切换条件, 将其无缝对齐线性分支流问题. 最后, 我们设计了一个自下而上的黑启动和恢复框架, 考虑 DS 的开关结构, energize/同步开关, 基于网格跟随逆变器的 DERs, 以及基于储能电池的 GFMIs 的频率安全约束. 在考虑 IEEE-123 节点系统中的两种和四种 GFMIs 的不同 TG 恢复时刻情形下, 验证了所提出框架.
引用
@article{arxiv.2411.06567,
title = {DERs-Aided Blackstart and Load Restoration Framework for Distribution Systems Considering Synchronization and Frequency Security Constraints},
author = {Salish Maharjan and Cong Bai and Han Wang and Yiyun Yao and Fei Ding and Zhaoyu Wang},
journal= {arXiv preprint arXiv:2411.06567},
year = {2024}
}