在大力发展可再生能源的背景下,现阶段电力系统中存在三种异构电源:基于同步发电机组的传统发电、以可再生能源为主的分布式电源和能量双向流动的储能。随着可再生能源占比的提升,它们的随机性和波动性加剧了系统的低惯量问题和电压调节的难度,也给分布式电源的经济安全运行带来了巨大挑战。充分考虑系统中各种异构电源的特性和优势,通过电源之间的协同配合是应对上述挑战的重要途径。本文以灵活控制的储能和分布式电源为研究对象,展开以下电源协同控制策略研究:一、与同步发电机组协同的储能柔性控制策略针对可再生能源占比增加导致的低惯量和电压调节恶化问题,提出了辅助同步发电机组的储能柔性控制策略。储能配置于同步发电机组的出口母线处,通过柔性控制策略与同步发电机组有机整合为一个统一的发电单元“柔性同步机组”。柔性控制下的储能工作于电流源模式,并通过反馈所辅助同步发电机组的信息配合同步发电机组进行功率输出,在增强系统频率和电压稳定性的同时可有效减少功率振荡现象的发生。此外,柔性同步机组对外可等效为惯量、阻尼和内电抗可变的同步发电机组,在系统层面可直接采用传统发电机组的控制和分析方法,便于系统的分析和配置。二、与同步发电机组协同的分布式电源变系数下垂控制策略针对下垂控制分布式电源与同步发电机组之间的暂态功率分担问题,提出了一种分布式电源的变系数下垂控制策略。分布式电源预留部分功率参与系统频率调节,通过承担更多的暂态功率扰动以提升系统的频率稳定性。首先对传统下垂控制的分布式电源与同步发电机组之间的暂态功率分担进行了理论分析。在该分析的基础上提出了分布式电源的变系数下垂控制结构。在暂态过程中,分布式电源工作于变系数模式,通过下垂系数的减小使分布式快速承担起更多的负荷扰动,减少频率的波动并提升系统的频率稳定性。在稳态时,分布式电源工作于传统的下垂模式。下垂系数恢复到设定值,不影响分布式电源与同步发电机组之间的稳态功率分担。三、分布式电源之间协同的可调度下垂控制策略针对分布式电源的经济安全运行,提出了一种可调度下垂控制策略。在保留下垂控制特性的同时,通过上层的调度控制对分布式电源进行有功和无功功率的调度,实现多分布式电源的经济运行。同时,通过上层的控制进行频率恢复和电压调节控制,实现多分布式电源的安全运行。所提可调度下垂控制策略含有两种调度模式,可同时实现对功率的调度、频率的恢复和电压的调节控制。此外,通过层级之间的配合,即使在调度指令不满足负荷需求时也能够维持系统的运行。