雙饋風電機組減載能力分析及一次調頻協(xié)調控制研究.pdf

1、隨著風電大規(guī)模的并網，電網頻率穩(wěn)定問題日益嚴峻。對于目前廣泛采用的雙饋異步風力發(fā)電機組,利用轉子側變流裝置實現(xiàn)變速恒頻，從而當系統(tǒng)頻率發(fā)生變化時，其轉子轉速無法響應電網頻率的變化，而且機組通常運行于最大功率跟蹤模式下，使其無法提供額外的有功功率參與頻率調節(jié)。目前，對風電機組一次調頻的研究主要集中在功能實現(xiàn)方面，本文主要針對雙饋風電機組一次調頻能力方面展開研究。
　　首先，分析了雙饋風電機組的工作原理并建立其數學模型，包括風速模型、

2、風力機模型、軸系系統(tǒng)模型、發(fā)電機模型及控制系統(tǒng)模型。在此基礎上，研究了轉子側換流器定子磁鏈矢量定向控制策略、網側換流器電壓矢量定向控制策略和槳距角控制策略。
　　其次，介紹了電力系統(tǒng)頻率調節(jié)的基本原理和一次調頻的基本要求,給出了雙饋風電機組參與系統(tǒng)一次調頻的原理方案，并對轉子動能控制和功率備用控制兩種頻率控制方法進行了分析和比較。
　　然后，根椐不同風速條件，制定了超速控制和槳距角控制結合的減載控制策略。低風速時，采用超速控

3、制進行減載；中風速時，采用超速控制和槳距角控制結合的減載控制策略；高風速時，采用槳距角控進行減載。并建立雙饋風電機組一次調頻控制系統(tǒng)仿真模型，進行仿真分析。得出了減載控制可以在不同控制模式下都能為系統(tǒng)調頻提供足夠的備用容量。
　　最后，在三種減載控制策略的基礎上，結合發(fā)電機轉子動能控制，實現(xiàn)雙饋風電機組一次調頻協(xié)調控制策略，并與傳統(tǒng)的組合控制策略進行了仿真對比。仿真結果表明，協(xié)調控制策略不僅使風電機組具備夠的備用容量，而且具有良好