摘要：风能是一种重要的可再生能源，以取代传统火电和减少温室气体排放。随着电力系统中风电比重的不断攀升，风电场随机功率的注入可能会影响电力系统的正常运行。一方面，风电功率的波动对电力系统的频率稳定控制增加了难度；而另一方面系统频率的变化又会对风电机组的运行状态带来影响。本文将综合相关知识成果，对该课题进行论述。
关键字：风力机；微电网频率控制；惯性控制；下垂控制；卸载法
1 引言
由于风速的变化，导致风力机的发电功率出现波动，为了维护电力系统的稳定，就需要提高备用容量，于是就增加了成本。因此，为维持和扩大风能渗透率，风力发电提供辅助频率控制、有功备用变得至关重要。目前，风电并网对系统频率的影响主要研究和应用对象为变速风电机组，因为其转速运行范围较宽，风力机可以提供较充分的旋转动能来参与电力系统频率的调节，但是变速风力发电机通过电力电子变流器接入微电网，导致了微电网频率与其转子转速相互解耦，因此在电网频率改变时，基于双馈电机的变速风电机组固有的惯量对电网表现成为一个“隐含惯量”，无法帮助电网改善频率响应。因此大量双馈风力发电机的并网将减少系统等效惯性，惯量越低，系统频率降低得越快。当发生严重频率事故，任何惯量的降低都是危险的，对电力系统解列后所形成的子系统或小型孤立电力系统而言，尤其如此[1]
微电网是将微型电源、储能装置、控制系统、保护装置与负荷等组合成一个整体，形成一个单一可控的供电单元。微网系统基本结构包含了多个分布式储能装置，这些储能单元与供电系统一起向电网系统中的全部负荷提供电能，整个微电网系统是构成大电网的一个组成部分，微电网系统通过断路器和上一级电网系统的变电站进行连接，共同向大电网系统提供电能。分布在微电网系统内部的储能装置可以是含有多种能源形式的分布式发电单元。微电网系统中的控制元件主要包括以下几部分：微型电源控制、储能控制单元、并网与离网平滑切换控制、微电网系统优化管理控制和实时控制等[2-4] 。
2 国内外研究现状
目前各国风电接入系统都要求风电机组能够在一定的频率范围内正常运行，频率超过一定范围后限制出力运行或延迟一定时间后退出运行，以维持系统的频率稳定。国外许多电力公司要求风力发电机组应能够提供有功备用等辅助服务，至少像常规电厂提供一次频率调节备用容量或某种形式的频率控制。如德国规定当频率超过0.2Hz时，风力机组必须减少可用有功输出40%/Hz，英国要求风力机组必须提供频率控制装置，能够参与一次和二次频率控制，丹麦要求在大规模、集中接入、远距离输送的大型风电机组留有一定的调节裕度(即采用弃风方式保留一定的调整容量)，不仅参与调频，还参与调峰。
以孤立微电网为对象，国内外专家对其协同频率控制方法进行研究，形成了三个主流的研究方向：1)基于逆变器的紧急频率控制：基于恒压恒频控制(V/f控制)的主从控制和基于下垂控制(Droof控制)的对等控制，以及虚拟同步发电机的逆变器控制是三种常用的控制策略。2)基于频率变化率(ROCOF)的低频减载紧急控制。3)基于MAS的紧急频率控制[5-7]
在变速风电机组参与电力系统的频率调节方面，通常有五种方法:惯性控制法、卸载法、辅助设备法、下垂(比例)控制方法、其他方法(如通信法)。
1）惯性控制法：
