A torque limit-based (TLB) method was proposed in literature in order to emulate inertial response of variable speed wind turbines (VSWTs). In this paper, this conventional TLB scheme is firstly modified by considering a finite ramp rate for inertial power of the VSWT. It is exposed that the maximum values of the VSWT's inertial power and kinetic energy released by its rotor have a non-linear relationship with its operation point. Then, a linear TLB scheme is proposed to make the inertia emulation more flexible by customizing its key parameters based on the VSWT's operating point. Accordingly, the released kinetic energy and power ramp rate can be selected in proportion of the VSWT's power, rotor speed and/or its reserved kinetic energy. The derived scheme offers a significant reduction of the mechanical tensions on the turbine compared to the conventional one. In addition, when the parameters of the proposed strategy is designed according to the VSWT's power, the inertial response of the corresponding wind farm can be exactly estimated only by deploying its total generation, regardless of its wind turbines’ installed capacities and operating points. Furthermore, a new approach is projected to estimate the VSWT's inertial response during the deceleration period using an analytical closed-form function. This facilitates large scale system studies. Finally, the efficiency of derived linear inertia emulation is evaluated through a typical grid with various levels of the wind power penetration.

中文翻译：

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变速风力涡轮机的线性惯性响应仿真

文献中提出了一种基于转矩限制 (TLB) 的方法，以模拟变速风力涡轮机 (VSWT) 的惯性响应。在本文中，首先通过考虑 VSWT 惯性功率的有限斜坡率来修改这种传统的 TLB 方案。暴露出VSWT的最大惯性功率和转子释放的动能与其工作点呈非线性关系。然后，提出了一种线性TLB方案，通过根据VSWT的工作点定制其关键参数，使惯性仿真更加灵活。因此，可以根据VSWT的功率、转子速度和/或其保留的动能的比例来选择释放的动能和功率斜坡率。与传统方案相比，衍生方案显着降低了涡轮机上的机械张力。此外，当根据VSWT的功率设计所提出策略的参数时，只需部署其总发电量即可准确估计相应风电场的惯性响应，而不管其风力涡轮机的装机容量和运行点如何。此外，还计划采用一种新的方法来估计减速期间 VSWT 的惯性响应，使用分析闭式函数。这有利于大规模系统研究。最后，通过具有不同风电渗透水平的典型电网评估导出的线性惯性仿真的效率。当根据VSWT的功率设计所提出策略的参数时，仅通过部署其总发电量就可以准确估计相应风电场的惯性响应，而不管其风力涡轮机的装机容量和运行点。此外，还计划采用一种新的方法来估计减速期间 VSWT 的惯性响应，使用分析闭式函数。这有利于大规模系统研究。最后，通过具有不同风电渗透水平的典型电网评估导出的线性惯性仿真的效率。当根据VSWT的功率设计所提出策略的参数时，仅通过部署其总发电量就可以准确估计相应风电场的惯性响应，而不管其风力涡轮机的装机容量和运行点。此外，还计划采用一种新的方法来估计减速期间 VSWT 的惯性响应，使用分析闭式函数。这有利于大规模系统研究。最后，通过具有不同风电渗透水平的典型电网评估导出的线性惯性仿真的效率。无论其风力涡轮机的装机容量和运行点如何。此外，还计划采用一种新的方法来估计减速期间 VSWT 的惯性响应，使用分析闭式函数。这有利于大规模系统研究。最后，通过具有不同风电渗透水平的典型电网评估导出的线性惯性仿真的效率。无论其风力涡轮机的装机容量和运行点如何。此外，还计划使用一种新的方法来估计减速期间 VSWT 的惯性响应，使用分析闭式函数。这有利于大规模系统研究。最后，通过具有不同风电渗透水平的典型电网评估导出的线性惯性仿真的效率。