Решение проблемы стабильности частоты микросетей, работающих автономно с высокой долей возобновляемой энергии, управление частотой микросетей в последние годы стало одной из важных областей исследований в энергосистемах. Благодаря обширным теоретическим исследованиям и инженерным разработкам эксперты и ученые сформировали эффективные многомерные решения, такие как регулирование энергоснабжения, анализ реакции со стороны потребителя, а также координация и оптимизация на уровне системы «источник-нагрузка».
С ростом спроса на экологически чистую энергию, такую как энергия ветра, в энергосистеме на ветроэнергетику может быть возложено гораздо больше задач.
Для более полного использования энергии ветра, кроме функции выработки электроэнергии, необходимо использовать ее потенциал для участия в регулировании частоты сети, что сделает ветроэнергетику эффективным дополнением к традиционным ресурсам регулирования частоты сети, принесет большую пользу для повышения стабильности частоты системы и улучшения мощности потребления энергии ветра.
Ветряные турбины с регулируемой скоростью (Variable Speed Wind Turbines, VSWT) обладают характеристиками большого рабочего диапазона скоростей, регулируемой и контролируемой рабочей точки мощности. Способы участия VSWT в регулировании частоты сети делятся на две категории: управление резервным питанием [1–4, 8] и управление инерцией ротора [5–7, 9].
Управление запасом мощности, по существу, заставляет ветряную турбину работать ниже максимальной мощности. Когда необходимо участвовать в регулировании частоты сети, VSWT может непрерывно регулировать выходную мощность между оптимальной и максимальной мощностью. Управление инерцией ротора подразумевает установку дополнительных команд мощности с частотной модуляцией на основе оптимальной команды мощности ветряной турбины. По сути, оно поддерживает частоту сети в течение короткого периода времени, поглощая или высвобождая кинетическую энергию вращения ротора, и может быстро реагировать на переходные процессы изменения частоты системы, виртуализируя характеристики инерционного отклика, аналогичные характеристикам синхронной генераторной установки.