高風(fēng)電滲透率下雙饋風(fēng)機(jī)參與系統(tǒng)調(diào)頻的控制策略研究.pdf

1、風(fēng)力發(fā)電作為清潔無(wú)污染、可永續(xù)利用的能源，對(duì)于調(diào)整產(chǎn)能結(jié)構(gòu)、節(jié)約資源、保護(hù)生態(tài)環(huán)境、促進(jìn)國(guó)民經(jīng)濟(jì)健康穩(wěn)定發(fā)展具有重要意義。我國(guó)正處于能源結(jié)構(gòu)轉(zhuǎn)型期，未來(lái)風(fēng)電滲透率將逐漸增加，因此在風(fēng)電滲透率較高的地區(qū)變速風(fēng)機(jī)如何有效的參與一次調(diào)頻已成為研究熱點(diǎn)。文中根據(jù)現(xiàn)有研究成果，發(fā)現(xiàn)仍存在一些問(wèn)題尚未深入研究:一是超速控制下超速點(diǎn)的求取。超速控制下轉(zhuǎn)子運(yùn)行參考轉(zhuǎn)速隨減載率變化而變化，而功率與轉(zhuǎn)速非線(xiàn)性相關(guān)，增加了采用數(shù)學(xué)推導(dǎo)求取轉(zhuǎn)速值的難度;二是如

2、何利用風(fēng)機(jī)槳距角使風(fēng)機(jī)響應(yīng)系統(tǒng)頻率;三是缺少一種適用于全風(fēng)況條件下的協(xié)調(diào)控制策略。
　　針對(duì)以上問(wèn)題，本文首先分析了雙饋風(fēng)電機(jī)組工作原理，在DIgS ILENT2016中建立了雙饋風(fēng)機(jī)的風(fēng)輪、軸系、異步發(fā)電機(jī)及槳距角控制模型，對(duì)雙饋異步發(fā)電機(jī)及其換流器矢量定向方法進(jìn)行深入研究。
　　其次，理論和實(shí)驗(yàn)都表明雙饋風(fēng)機(jī)并網(wǎng)會(huì)嚴(yán)重削弱系統(tǒng)等效慣量，降低頻率調(diào)節(jié)能力。利用海南電網(wǎng)風(fēng)電數(shù)據(jù)，定性和定量分析了15min，1h，3h，6h不

3、同時(shí)間間隔下風(fēng)力發(fā)電功率的波動(dòng)情況，表明在一次調(diào)頻期間下，可以忽略風(fēng)電的波動(dòng)效應(yīng)，通過(guò)適當(dāng)調(diào)節(jié)措施，雙饋風(fēng)機(jī)能夠提供穩(wěn)定調(diào)頻服務(wù)。
　　最后，本文提出了適用于全風(fēng)況條件下，在最大功率追蹤區(qū)采用慣性與超速相協(xié)調(diào)，而在恒轉(zhuǎn)速和恒功率區(qū)采用慣性與槳距角聯(lián)合的協(xié)調(diào)控制策略。設(shè)計(jì)了超速環(huán)節(jié)控制模塊，利用不同葉尖速比和槳距角對(duì)應(yīng)的Cp值表格數(shù)據(jù)簡(jiǎn)化超速下轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)速的求取過(guò)程;針對(duì)風(fēng)能利用系數(shù)與槳距角和葉尖速比的復(fù)雜非線(xiàn)性關(guān)系，通過(guò)數(shù)學(xué)運(yùn)算，文中